UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL F ACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

INFORME DE LABORATORIO DE FSICA II

CURSO: FSICA II SAASSSS

ALUMNOS: DE LA SOTA RAFAEL, FERNANDO D D D PROFESOR: IVN CONISLLA CONTRERAS D d

Magdalena del mar, Julio del 2015

RECONOCIMIENTO Y USO DE INSTRUMENTOS DE MEDICIN ELCTRICA LEY OHM

1. OBJETIVOS

Reconocer y utilizar correctamente los instrumentos y equipos de medicin elctrica. Usar correctamente el multmetro. Comprobar que la ley de ohm.

2. EQUIPOS Y MATERIALES

01 multimetro.

01 Fuente de energa.

04 cables conductores (cocodrilos).

01 tablero de resistencias (protowoar).

04 resistores (200 , 500 ,1000 , 1500) 01 batera de 9V

02 pilas AAA (1.5V).

3. FUNDAMENTO TEORICOOhmmetroEs un instrumento para medir la resistencia elctrica.Su diseo se compone de una pequea batera para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego, mediante un galvanmetro, medir la corriente que circula a travs de la resistencia.La escala del galvanmetro est calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicacin de la ley de Ohm, al ser el voltaje de la batera fija, la intensidad circulante a travs del galvanmetro slo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.Existen tambin otros tipos de hmetros ms exactos y sofisticados, en los que la batera ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de intensidad constante I, la cual se hace circular a travs de la resistencia R bajo prueba. Luego, mediante otro circuito se mide el voltaje V en los extremos de la resistencia. De acuerdo con la ley de Ohm el valor de R vendr dado por:

Para medidas de alta precisin la disposicin indicada anteriormente no es apropiada, por cuanto que la lectura del medidor es la suma de la resistencia de los cables de medida y la de la resistencia bajo prueba.Para evitar este inconveniente, un hmetro de precisin tiene cuatro terminales, denominados contactos Kelvin. Dos terminales llevan la corriente constante desde el medidor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la medida del voltaje directamente entre terminales de la misma, con lo que la cada de tensin en los conductores que aplican dicha corriente constante a la resistencia bajo prueba no afecta a la exactitud de la medida.AMPERIMETRO El ampermetro es un aparato de medida utilizado para medir la intensidad o corriente elctrica. Es el instrumento industrial ms adecuado para medir intensidades. En la imagen siguiente puedes ver dos tipos diferentes, uno fijo y el otro porttil. En el esquema de la parte de abajo de la imagen puedes ver como es el smbolo del ampermetro utilizado en los circuitos elctricos. Como ves es muy sencillo, simplemente es un crculo con una A mayscula en su interior.

Conexin y Medidas con el Ampermetro

Los ampermetros se conectan en serie en el circuito, por lo que es atravesado por la corriente del circuito donde se haya intercalado, y lgicamente, nos la medir.

Los ampermetros porttiles, cmo pudiste ver, tienen unas pinzas cuya misin es simplemente introducirlas por el cable del circuito por el que circula la corriente o intensidad que queremos medir. Las pinzas se abren y dejamos en su interior el cable. Ojo, como ves en la siguiente imagen solo se ponen en un cable, nunca por los dos a la vez. Recuerda, estamos midiendo en serie.

Estos ampermetros tambin se llaman pinzas anemomtricas. Estas pinzas tambin suelen medir tensiones.

Si queremos medir con un ampermetro fijo, lgicamente nunca cortaremos el cable, simplemente desconectaremos un borne (tornillo) de un aparato o de la pila que est conectado en el circuito. Ese borne lo conectaremos a una parte del ampermetro, y la otra parte al cable donde estaba conectado anteriormente el aparato o pila, es decir intercalado con el aparato. Ya est, lo tenemos en serie con el circuito. Una solucin sencilla es conectar un borne del ampermetro a un borne de la pila y el otro al cable que estara conectado a la pila o fuente de tensin.

Otra forma de medir intensidades es con el polmetro, pero eso lo puedes ver en este enlace: Polmetro

Siempre que necesitemos hacer una medida muy exacta de la intensidad, debemos tener en cuenta que el ampermetro lleva en su interior una pequea resistencia que puede alterar la medida exacta. Estas resistencias son muy pequeas, entre 0,01 y 0,1 (ohmios). Al ser tan pequeas, las alteraciones no suelen tener importancia.

Los ampermetros, como cualquier aparato de medida, tienen una o varias escalas que nos dicen la mxima intensidad que pueden medir en cada una de las escalas. Si te fijas en la primera imagen de esta pgina, el ampermetro fijo puede medir, segn su escala, como mximo 40A (amperios). Los ampermetros porttiles y los polmetros tienen varias escalas diferentes. Si no sabemos muy bien el valor de la intensidad que vamos a medir, siempre deberemos empezar a medir por la escala ms alta. Si vemos que es muy grande, iremos bajando de escala hasta encontrar la ms apropiada.

Las mediciones en c.a. (corriente alterna) muy elevadas se hacen a travs de transformadores de intensidad, que reducen a valores inferiores.

Para efectuar mediciones de corrientes debilsimas se recurre a los galvanmetros o micro ampermetros, por su gran sensibilidad, siendo muy apropiados para indicadores de escala de cero central (el cero de la escala en el centro y la aguja se mueve en un sentido o en otro en funcin del sentido de la corriente que mide).

Imagina que un ampermetro puede medir como mximo 3A, pero sabemos que la intensidad que queremos medir es mayor. Qu hacemos?

La solucin es colocar en paralelo lo que se llama un shunt amperimtrico.

Tipos de Ampermetros

Como ya dijimos al principio tenemos una primera clasificacin entre Fijos y Porttiles, pero estos a su vez pueden ser digitales o analgicos.

Digitales: muestran el valor numrico directamente sobre un display.

Analgicos: la aguja se mueve por una escala.

Aqu te dejamos un video para que veas como se mide con las pinzas amperimetricas:

Corriente contina

Representacin de la tensin en corriente continua.La corriente continua (CC en espaol, en ingls DC, de Direct Current) se refiere al flujo continuo de carga elctrica a travs de un conductor entre dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido con el tiempo. A diferencia de la corriente alterna (CA en espaol, AC en ingls, de Alternating Current), en la corriente continua las cargas elctricas circulan siempre en la misma direccin. Aunque comnmente se identifica la corriente continua con una corriente constante, es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad, as disminuya su intensidad conforme se va consumiendo la carga (por ejemplo cuando se descarga una batera elctrica).Tambin se dice corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido, el flujo se denomina corriente continua y va (por convenio) del polo positivo al negativo.

Tensin de salida de un rectificador de onda completa.

Filtrado para atenuar el rizado de la tensin rectificada mediante un condensador, conformando un circuito RC (filtro de condensador).Muchos aparatos necesitan corriente continua para funcionar, sobre todos los que llevan electrnica (equipos audiovisuales, ordenadores, etc). Para ello se utilizan fuentes de alimentacin que rectifican y convierten la tensin a una adecuada.Este proceso de rectificacin, se realiza mediante dispositivos llamados rectificadores, antiguamente basados en el empleo de tubos de vaco y actualmente, de forma casi general incluso en usos de alta potencia, mediante diodos semiconductores o tiristores.PolaridadGeneralmente los aparatos de corriente continua no suelen incorporar protecciones frente a un eventual cambio de polaridad, lo que puede acarrear daos irreversibles en el aparato. Para evitarlo, y dado que la causa del problema es la colocacin inadecuada de las bateras, es comn que los aparatos incorporen un diagrama que muestre cmo deben colocarse; as mismo, los contactos se distinguen emplendose convencionalmente un muelle metlico para el polo negativo y una placa para el polo positivo. En los aparatos con bateras recargables, el transformador - rectificador tiene una salida tal que la conexin con el aparato slo puede hacerse de una manera, impidiendo as la inversin de la polaridad. En la norma sistemtica europea el color negro corresponde al negativo y el rojo al positivo.En los casos de instalaciones de gran envergadura, tipo centrales telefnicas y otros equipos de telecomunicacin, donde existe una distribucin centralizada de corriente continua para toda la sala de equipos se emplean elementos de conexin y proteccin adecuados para evitar la conexin errnea de polaridad.LA CORRIENTE ALTERNA (C.A.)

Adems de la existencia de fuentes de FEM de corriente directa o continua (C.D.) (como la que suministran las pilas o las bateras, cuya tensin o voltaje mantiene siempre su polaridad fija), se genera tambin otro tipo de corriente denominada alterna (C.A.), que se diferencia de la directa por el cambio constante de polaridad que efecta por cada ciclo de tiempo.

Una pila o batera constituye una fuente de suministro de corriente directa, porque su polaridad se mantiene siempre fija.

La caracterstica principal de una corriente alterna es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluir del polo negativo al positivo, tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministran corriente directa.

Veamos un ejemplo prctico que ayudar a comprender mejor el concepto de corriente alterna:

Corriente alterna pulsante de un ciclo por segundo o hertz (Hz) .

Si hacemos que la pila del ejemplo anterior gire a una determinada velocidad, se producir un cambio constante de polaridad en los bornes donde hacen contacto los dos polos de dicha pila. Esta accin har que se genere una corriente alterna tipo pulsante, cuya frecuencia depender de la cantidad de veces que se haga girar la manivela a la que est sujeta la pila para completar una o varias vueltas completas durante un segundo.

En este caso si hacemos una representacin grfica utilizando un eje de coordenadas para la tensin o voltaje y otro eje para el tiempo en segundos, se obtendr una corriente alterna de forma rectangular o pulsante, que parte primero de cero volt, se eleva a 1,5 volt, pasa por 0 volt, desciende para volver a 1,5 volt y comienza a subir de nuevo para completar un ciclo al pasar otra vez por cero volt.

Si la velocidad a la que hacemos girar la pila es de una vuelta completa cada segundo, la frecuencia de la corriente alterna que se obtiene ser de un ciclo por segundo o hertz (1 Hz). Si aumentamos ahora la velocidad de giro a 5 vueltas por segundo, la frecuencia ser de 5 ciclos por segundo o hertz (5 Hz). Mientras ms rpido hagamos girar la manivela a la que est sujeta la pila, mayor ser la frecuencia de la corriente alterna pulsante que se obtiene.

Seguramente sabrs que la corriente elctrica que llega a nuestras casas para hacer funcionar las luces, los equipos electrodomsticos, electrnicos, etc. es, precisamente, alterna, pero en lugar de pulsante es del tipo sinusoidal o senoidal.

En Europa la corriente alterna que llega a los hogares es de 220 volt y tiene una frecuencia de 50 Hz, mientras que en la mayora de los pases de Amrica la tensin de la corriente es de 110 120 volt, con una frecuencia de 60 Hz. La forma ms comn de generar corriente alterna es empleando grandes generadores o alternadores ubicados en plantas termoelctricas, hidroelctricas o centrales atmicas.

Circuitos serie y paralelo.

Bien, aqu empezamos a meter un poco de ecuaciones.

Circuito Serie.

Un circuito serie es aquel en el que elterminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente. El smil de este circuito sera una manguera, la cual est recorrida por un mismo caudal (corriente).

Una resistencia es cundo pisamos de forma parcial dicha manguera, obstruyndose de esta forma al flujo de corriente.

Respecto a las tensiones, estas son mayores en aquellas zonas de la manguera que pisamos ms y por tanto se oponen ms al paso de dicho corriente.La cada de tensin es mayor en aquellas zonas que presentan una mayor obstruccin a la corriente. xx

Y se cumple esto:

VTotal = V1 + V2 + .... Vn

La tensin total = a la suma de todas las fuentes conectadas en serie. As si tenemos 2 pilas, una de 6 V y otra 9 V en un circuito, la tensin total del circuito ser de 15 V.

Itotal = I1 = I2

Sobre el circuito discurre una nica corriente, esto es, todos los componentes del circuito son recorridos por la misma corriente o intensidad, i. Ms tarde la calcularemos.

RTotal = R1 + R2 ... Rn

La resistencia total es la suma de todas las resistencias.

1 / C Total = 1 / C1 + 1 / C2 .... 1 / Cn

La capacidad total es la suma de la inversa de las capacidades del circuito.

Qu pasa si desconectamos uno de los elementos del circuito, pues que se abre el circuito y tenemos un circuito abierto, NO PASA LA CORRIENTE, esto pasaba antes con la iluminacin de navidad, si se nos funda una bombilla el resto no funcionaba.

Circuito Paralelo.

Un circuito paralelo es aquel en el que los terminales de entrada de sus componentes estn conectados entre s, lo mismo ocurre con los terminales de salida.

Respecto al smilhidrulico, es cmo situviramosvarias tuberas empalmadas a un mismo punto, y por tanto pasar mayor corriente en aquellas zonas cuya resistencia es menor.

Cmo es lgico al final del empalme se recoge toda la corriente de agua, y por tanto circula el total de corriente del circuito.

Osacordisdel circuito sere, en ese circuito haba una nica corriente en el circuito, ahora la cosa cambia, ahora tenemos VARIAS corrientes, tantas como ramas.

Sin embargo ahora tendremos una nica tensin, que ser igual a la de la fuente.

En las figuras siguientes vemos cmo es un circuito paralelo. Ambas figuras son idnticas, lo que pasa que lo he puesto de forma que lorecordiscon el smilhidrulico.

Tenemos una fuente de alimentacin de 9V que alimenta a 2 ramas, una con una resistencia de 100K y otra con una resistencia de 10K, por dnde creeis que pasar ms corriente? dnde estamos pisando ms la tubera? Pues la estamos pisando ms en la resistencia de 100K, por lo que I2 ser mayor que I1, por I1 pasar menos corriente al tener una resistencia mayor.

Ves que la corriente total del circuito se divide en 2 corrientes que dependen de las resistencias de cada rama, por tanto.

Ahora se cumple esto:

VTotal = Vfuente

La tensin total = a la tensin de la fuente de alimentacin.

Itotal = I1 + I2

Ahora sobre el circuito ya NO discurre una nica corriente, sino que discurren 2 corrientes, tambin depender dnde midamos dicha corriente claro est, pero a efectos prcticos ahora tenemos 2 corrientes. Situviramosms ramas tendramos ms corrientes.

1 / RTotal = 1/R1 + 1/R2 ...+ 1/Rn

La resistencia total es la suma de la inversa todas las resistencias.

C Total = C1 + C2 .... + Cn

La capacidad total es la suma de todas las capacidades del circuito, vemos que ahora los clculos se invierten respecto de los de un circuito serie.

Ahora, que pasa si desconectamos una de las ramas? pues que el resto de circuito seguir trabajando, el flujo de corriente ahora no se corta, y por tanto por nuestro circuito seguir pasando la corriente.

Circuito Mixto.

Un circuito mixto es lo que nos encontraremos en la realidad, y se trata de una mezcle de circuito serie y paralelo.

Cmo ejemplo:

En este circuito se puede aplicar todo lo visto hasta ahora.

4. PARTE EXPERIMENTAL

USO DEL VOLTMETRO.

NLugarACV

1Mesa de Trabajo200

2Pare220

TABLA N1

NMaterialDCV

1Pila1.2

2Bateria9

3Fuente6V-10V-20V

TABLA N2

ACV: Voltaje de corriente alterna. DCV: Voltaje de corriente directa.

USO DEL AMPERMETRO.

4.2.1. Construir el siguiente circuito

REGULADOR (FEM)

4.2.2. En la tabla N 3 registrar las lecturas que indica el ampermetro, al variar la fem de la fuente de energa

NI(A)

10.045 A

20.030 A

30.025 A

TABLA N3

LEY DE OHM

V8142229

I(A)0.0250.0350.0500.070

TABLA N4

USO DEL OHMMMETRO

4.4.1. Medir el valor de los resistores mediante el cdigo de colores. Llenar la tabla n5

Verde: 5Marrn: 1Marrn:x10 Dorado: +-5%

Verde: 1Marrn: 5Rojo: x100Dorado: +-5%

Verde: 2Marrn: 2Rojo: x100Dorado: +-10%

R()510 +- 5%1500 +- 5%2200 +- 10%

N123

TABLA N5

4.4.2 Medir el valor de los resistores con el ohmmetro y registrar sus resultados en la tabla N6

R()5001500 2000

N123

TABLA N5

5. CUESTIONARIO

Mencione las diferencias entre ampermetro y voltmetro.-El ampermetro sirve para medir la intensidad de corriente y el voltmetro sirve para medir el voltaje-El ampermetro se conecta en serie con la resistencia que se usa y el voltmetro se conecta en paralelo a la misma.

Explique cmo puede determinar si un fusible esta quemado.- Se puede comprobar con un ohmmetro o multmetro, primero cortamos la energa luego retiramos el fusible y con el ohmmetro medimos la resistencia, si se obtiene infinito esta quemado, con el multmetro podemos usarlo con la energa encendida primero colocamos el multmetro en la escala del voltaje adecuado y probamos el voltaje a la entrada del fusible, debe haber voltaje y luego probamos a la salida si no hay voltaje el fusible esta quemado.

Explique de qu manera determina el valor de una resistencia- Mediante la Ley de OHM con el multmetro podemos medir la intensidad de corriente y tambin el voltaje para un circuito a partir de los valores obtenidos podemos calcular la resistencia que se ha empleado (resistor)

V= I*RDonde:V= voltaje (voltios)I=intensidad de corriente (amperios)R= resistencia (ohmios) Construya el grafico entre voltaje y la intensidad de corriente y a partir del grafico determinar el valor de la resistencia usada en el laboratorio. Y=mX+b

V8142229

I(A)0.0250.0350.0500.070

TABLA N4

Y=29X=0.070m=?

m=29/0.070m= 414.29R=m=414.20 ohmios.

6. CONCLUSIONES

El verdadero voltaje de una fuente, bateria o pila se obtiene midiendo experimentalmente con el voltmetro. La verdadera intensidad de corriente de una fuente se obtiene experimentalmente con el ampermetro. El verdadero valor de una resistencia es el que obtenemos con el ohmmetro.

7. BIBLIOGRAFA http://www.tiposde.org/ciencias-exactas/535-tipos-de-corriente/ http://www.areatecnologia.com/corriente-continua-alterna.htm http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_electrica/ke_corriente_electrica_5.htm http://www.tipos.co/tipos-de-corriente/ https://es.wikipedia.org/wiki/Amper%C3%ADmetro http://www.areatecnologia.com/electricidad/amperimetro.html https://es.wikipedia.org/wiki/Volt%C3%ADmetro http://rabfis15.uco.es/lelavicecas/modulo_galeria/Voltimetro.pdf