Laboratorio Fsica IIIIngeniera Electrnica y ElctricaUNMSMI. INTRODUCCION

Los instrumentos de medicin y materiales de uso de corriente en los ensayos de electricidad y magnetismo son indispensables para poder medir magnitudes elctricas tales como intensidad de corriente, carga potencial, resistencia elctrica, potencial. Para ellos se debe de conocer sus ventajas, su capacidad de medicin y sus caractersticas para su correcto uso.Las mediciones obtenidas se expresan en unidades estndar como amperios, voltios, ohmios, julios, etc. En el campo de la electricidad se construyen circuitos elctricos usando estos instrumentos para poder determinar los valores de sus resistencias, del voltaje utilizado y de la intensidad.

II. OBJETIVOS Conocer el funcionamiento de los principales aparatos de medicin utilizados en electricidad y magnetismo. Armar correctamente un circuito elctrico utilizando los aparatos de medicin elctrica. Saber medir la resistencia de carbn utilizando las bandas de colores. Medir la intensidad de corriente y el voltaje, utilizando los aparatos de medicin Demostrar experimentalmente la Ley de OHM

III. PRINCIPIOS TEORICOS

INSTRUMENTOS DE MEDICION ELECTRICA:Medidores elctricos, instrumentos que miden magnitudes elctricas, como intensidad decorriente, carga, potencial, energa, resistencia elctrica, capacidad e inductancia. El resultado de estas medidas se expresa normalmente en una unidad elctrica estndar: amperios, culombios, voltios, julios, ohmios, faradios o henrios. Dado que todas las formas de la materia presentan una o ms caractersticas elctricas es posible tomar mediciones elctricas de un elevado nmero de fuentes.

RESISTENCIA:Se denomina resistencia elctrica, simbolizada habitualmente como R, a la dificultad uoposicin que presenta un cuerpo al paso de una corriente elctrica para circular a travs de l.En el Sistema Internacional de Unidades, su valor se expresa en ohmios, que se designa con la letra griega omega mayscula, . Para su medida existen diversos mtodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmmetro. Esta definicin es vlida para la corriente continua y para la corriente alterna.

Tipos de resistencia:Restato: Un restato es un componente elctrico que posee una resistencia regulable. Es untipo de potencimetro que tiene dos terminales en lugar de tres. Los dos tipos principales derestato son los rotativos y deslizante.

Caja de resistencia (dcada): Es una caja de resistencias en donde la variacin es enmltiplos de 10. Esto es: el primer control va de 0.1 a 1 en intervalos de 0.1; el segundo control va de 1 a 10 en intervalos de 1; el tercer control va de 10 a 100 en intervalos de 10 y as sucesivamente.

Resistencia de carbn: Estas fueron tambin de las primeras en fabricarse en los albores dela electrnica. Estn constituidas en su mayor parte por grafito en polvo, el cual se prensahasta formar un tubo. Las patas de conexin se implementaban con hilo enrollado en losextremos del tubo de grafito, y posteriormente se mejor el sistema mediante un tubo huecocermico en el que se prensaba el grafito en el interior y finalmente se disponan unas bornas a presin con patillas de conexin.

CODIGO DE COLORES:Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia elctrica, disipacin mxima y precisin o tolerancia. Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La ltima raya indica la tolerancia (precisin). De las restantes, la ltima es el multiplicador y las otras indican las cifras significativas del valor de la resistencia.El valor de la resistencia elctrica se obtiene leyendo las cifras como un nmero de una, dos o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se obtiene el resultado en Ohmios (). Elcoeficiente de temperatura nicamente se aplica en resistencias de alta precisin toleranciamenor del 1%).

A B C D

El valor de la resistencia se obtiene:R=ABx10c D

Tolerancia: Dorado 5% Plateado 10% Sin color 20%

AMPERIMETROUn ampermetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que estacirculando por un circuito elctrico. Un micro ampermetro esta calibrado en millonsimas de amperio y un miliampermetro en milsimas de amperio. Los ampermetros, en esencia, estn constituidos por un galvanmetro cuya escala ha sido graduada en amperios.

VOLTIEMTRO:Un voltmetro es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito elctrico. Los voltmetros, en esencia, estn constituidos de un galvanmetro sensible que se conecta en serie a una resistencia extra de mayor valor. A fin de que durante el proceso de medicin no se modifique la diferencia de potencial, lo mejor es intentar que el voltmetro utilice la menor cantidad de electricidad posible.

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

CODIFICACION POR COLORES DE LAS RESISTENCIAS

1.-Con el uso de la tabla de codificacin de colores para las resistencias se calcula el valornumrico en ohmios de las mismas. Para ello se hizo uso de la resistencia de dcadas como se aprecia en la siguiente figura:

Siguiendo la tabla de valores codificados de la resistencia se logr hallar el valor de cada una de las resistencias con sus respectivas tolerancias.OBS: la lnea de color ms alejada que las otras representa la tolerancia.Estos fueron los resultados:

1 BANDA2 BANDA3 BANDA4 BANDA VALOR DE R

1MarrnNegroNegroDorado10x15%

2NaranjaNaranja NegroDorado33x15%

3RojoBlancoNegroDorado29x15%

4AmarilloVioletaNegroDorado47x15%

5GrisRojoNegroDorado82x15%

6MarrnRojoMarrnDorado12x105%

LEY DE OHM DEMOSTRACION DE LA LEY DE OHM CON INSTRUMENTOS CLASICOS DE MEDIDA.

1.- Se arm el circuito que muestra la figura 3. Teniendo cuidado de conectar correctamentecada cable a su respectivo instrumento de medida (ampermetro, voltmetro, fuente y resistencia)OBS: Se procur no encender la fuente hasta que el profesor d el visto bueno de lasconexiones.

2.- una vez verificada las conexiones se procedi a demostrar la ley de OHM.

1er CASO: VARIACION DEL VOLTAJE Y CORRIENTE MANTENIENDO LA RESISTENCIA CONSTANTEEn cada medida del voltaje e intensidad se mantuvo una resistencia constante de 50 Estos fueron los resultados:TABLA 1VOLTAJE (V)22,633,544,24,5

INTENCIDAD (A)0,210,310,370,420,510,560,64

2do CASO: VARIACION DE LA CORRIENTE Y LA RESISTENCIA MANTENIENDO CONSTANTE EL VOLTAJEEn cada medida de la corriente y la resistencia se mantuvo un voltaje constante de 5VEstos fueron los resultados:TABLA 2RESISTENCIA()100200300400500600700

INTENCIDAD(A)0,30,230,20,180,110,090,08

3er CASO: VARIACION DE LA DIFERENCIA DE POTEMCIAL Y LA RESISTENCIA MANTENIENDO CONSTANTE LA CORRIENTEEn cada medida del voltaje y la resistencia se mantuvo una intensidad de corriente constantede 0.01A

Estos fueron los resultados:TABLA 3RESISTENCIA()100200300400500600700

VOLTAJE(V)1V2V3V4V5V6V7V

DEMOSTRACION DE LA LEY DE OHM CON UN SISTEMA ANLOGICO DIGITALMODERNOCon el software instalado en la computadora del laboratorio se procedi a conectar el circuito y a activar los instrumentos de medicin digital desde la computadora. Luego se configuro las medidas que indican en la gua de trabajo.

Ajustes de la fuente de tensin continua

Rango:10V

Tensin de salida:0V

Ajustes del Voltmetro A

Rango de medicin:10 V DC

Modo de operacin:AV

Ajustes del Ampermetro B

Rango de Medicin:10 mA DC

Modo de operacin: AV

Shunt:10 ohmios

Despus de ello ajustamos el instrumento de Fuente de Tensin continua a una tensin de 1V.Luego medimos el valor de la corriente en miliamperios y anotamos este valor en una tabla.Finalmente elevamos la tensin de la fuente de uno en uno hasta llegar a 10 mA y nuevamenteregistramos todos los l valores de la tensin o voltaje en la tabla.Por ltimo se procedi a graficar.Esta fue la grfica obtenida:

V. CUESTIONARIO1.- Cuantas escalas poseen los instrumento? (describa cada uno de ellos), indique sumnima y mxima lectura en cada escala.

Contienen entre 7 a 10 escalas de medicin y cada una de estas tienede 2 a 7 escalas internas.: la mxima lectura es de 200 Megaohmios y la mnima es de 200 ohmios.DVC: la mxima es de 1000 voltios y la mnima es de 200 mV.

2.- Investigue de que otra manera se determina el valor de una resistencia, (sincdigo de colores).

Sin usar los cdigos de colores es muy difcil de hallar el valor de la resistencia a menosque se le mida con un aparato de medicin como el multmetro.

3. Grafique en un papel milimetrado e interprete V versus I, usando los valores de laTabla 1 determine el valor de la pendiente de la misma.

Las grficas en el papel milimetrado se adjuntan al final del informe

El valor de la pendiente de la recta resulta el valor de la resistenciaV=IRI=V/REste valor se mantiene constante si remplazamos para cada par de untos que conforman larecta, el valor encontrado es 50

4.- Grafique e interprete V vs I, I vs R y V vs R, en un papel milimetrado y compare los valores encontrados a partir del anlisis del grfico con los valores de R, I y V de las tablas 1,2 y3.

Si logramos hallar cada una de las pendientes de la grfica determinamos para cada caso elvalor de I, R y VPara la primera grafica el valor de la pendiente resulta 50, este valor representa a laresistencia.Para la segunda grafica como se ve, la tendencia de la recta no resulta ser lineal, esto debido a que quiz no se han registrado las correctas medidas.Para la tercera grafica el valor de la pendiente resulta 0.01, este valor representa la intensidad de corriente.

5.- Considere una lmpara que tiene aproximadamente 50.5 y por la cual pasa unacorriente de 25 m A .Cul es el voltaje aplicado? .Se cumplir la ley de ohm?V = I x RV= 0.025 A x 50.5 V = 1.2625 VoltiosDe seguro q la lmpara es de 1.5 voltios pero notamos que en el clculo sale de menos esto se debe a que la tensin decae debido al consumo de corriente.5.- Con respecto a la ley de Ohm podemos decir:i) Se cumple en materiales conductores y semiconductoresii) La pendiente de la grfica voltaje vs. Intensidad da como resultado el valor de laresistenciaiii) Que la ley de matemtica que la gobierna es I = V / R y sirve tanto paracorriente contina como alterna

LAS TRES PROPOSICIONES SON CORRECTAS.VI. CONCLUSIONES

Los instrumentos de medicin son de uso primordial para conocer el funcionamiento deun circuito elctrico Para poder armar un circuito electro se deber utilizar correctamente las resistencias,midiendo la intensidad y el voltaje utilizado. Conocer la lectura de resistencia de carbn mediante bandas es de gran ayuda parautilizarlos en los circuitos elctricos. Con los aparatos de medicin se puede determinar la intensidad, el voltaje y lacapacidad de la resistencia para una correcta instalacin del circuito elctrico.

VII. RECOMENDACIONES

Debemos tener mucho cuidado al momento de hacer las conexiones puesto que una malaconexin puede averiar cualquiera de los instrumentos de medicin ya sea el voltmetro o elampermetro por ejemplo.Debemos procurar de fijarnos las escalas en que se estn midiendo los instrumentos ya sea elampermetro o el multmetro, esto puede hacer que nuestros clculos resulten errneos.

4

Hoja1U (V)I(A)0.000.51.000.52.001.43.002.44.003.45.004.36.005.37.006.38.007.39.008.310.009.3