PRÁCTICA 2 Incertidumbres en las medidas. Medida de...

PRÁCTICA 2 Incertidumbres en las medidas. Medida de resistencias

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Grupo Nombre y apellidos2

Fecha Nombre y apellidos3

ACTIVIDAD 1: Medida de resistencias con óhmetro

R (Ω) DR (Ω) R (Ω) Precision (%)Incertidumbre

lecturaDR (Ω)

DR (Ω) corregido

ACTIVIDAD 2: Medida de resistencias de modo indirecto

1 2 3 4 5 6 7 8

R (W) DR (W) V (V) DV (V) I (mA) DI (mA) R=V/I (W) DR (W)

560

15000

Cálculo de DV (columna 4)

DV (V) =

Cálculo de DI (columna 6)

DI (mA) =

R nominal

Incertidumbre de lectura:

Clase del voltímetro

Precisión del amperímetro

Rnominal

Incertidumbre de lectura:

Medida óhmetro

Marca del aparato

R medida con montaje CORTO

Si consideramos únicamente la resistencia de 560 Wcalcula y escribe con detalle como has calculado

cada una de las incertidumbres de las medidas realizadas:

Marca del aparato

R

V

A

I

Columna 8

1 2 3 4 5 6 7 8

R (W) DR (W) V (V) DV (V) I (mA) DI (mA) R=V/I (W) DR (W)

560

15000

¿Qué ocurre con la resistencia de 15000 W?

ACTIVIDAD 3: Gráfico y cálculo de pendiente

Para R = 560 W

0,5

1

2

3

4

5

pendiente recta Ordenada en el origen

incertidumbre pendienteIncertidumbre ordenada origen

R (ΔR)

Determina la expresión de la incertidumbre para la medida de una resistencia a partir de la ley de Ohm, teniendo en cuenta las

incertidumbres en la medida del voltaje (DV) y de la intensidad (DI)

Vgenerador (V) V (V) I (mA)

Vuelve a colocar los valores de la tabla normalizados de acuerdo con las normas

R nominal R medida con montaje corto (normalizado)

II

RV

V

RR D

D

D DR

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0,0000 0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000 1,2000

V (

V)

I (mA)

Ley de Ohm

PRÁCTICA 3 EL OSCILOSCOPIO. MEDIDA DE CORRIENTES VARIABLES




PRIMERA PARTE: CALIBRADO

Voltaje de pico a

pico

Incertidumbre

del voltaje de

pico a pico

Amplitud PeriodoIncertidumbre

del periodoFrecuencia

Vpp (V) u(Vpp) Vm (V) = Vpp/2 T (s) u(T) f = 1/T (Hz)

Voltaje eficaz Voltaje eficaz

V (V) = Vm/√2medido con

voltímetro

SEGUNDA PARTE: MEDICIONES EN UN CIRCUITO

ACTIVIDAD 1. Selecciona en el generador la opción sinusoidal y fija en el generador de señales una frecuencia de 800 Hz. Mide con los cursores

horizontales el voltaje de pico a pico para que sea de 2 V. Con los cursores verticales mide el periodo y a partir de él la frecuencia

ACTIVIDAD 3. Monta el siguiente circuito RC conectado a una tensión alterna de 2 V de pico-pico y 800 Hz de frecuencia. Conecta el canal I del

osciloscopio en paralelo con la fuente y el canal II en paralelo con la resistencia. Las tierras del generador y del osciloscopio deben de coincidir

ACTIVIDAD 2. Conecta un voltímetro de c. alterna en paralelo con el generador y mide el valor eficaz

de la tensión V. Comprueba que:

-2

0

2

tiempo (s)

Vm

T

1

3

-1

-3

2

mVV

Vm1 = V

T = ms

f = 1/T = Hz

Vm2 = V

Imax = mA Imax = Vmax2/R

Periodo T = ms

t = ms

Desfase en grados º

ACTIVIDAD 4. Una vez montado el circuito, selecciona el canal 2 y mide los valores de la amplitud y la pulsación de la tensión en bornes de la

resistencia. Comparáralos con los valores hallados anteriormente para la tensión de entrada al circuito

Defase temporal

(diferencia entre

cursores)

ACTIVIDAD 5. Observa el desfase de las dos señales, es decir el desfase entre tensión e intensidad. Dibuja ambas señales en el siguiente

gráfico. Con ayuda de los cursores mide periodo (ver actividad 1) y desfase entre las dos señales

R

C

C I ~ C II

T

t360

d =

D =

Desfase en grados = º

200 Hz 800 Hz 2500 Hz

Desfase en grados

800 Hz 22 W 120 W 1500 W

Desfase en grados

ACTIVIDAD 6. Activa el modo XY y dibuja la curva que observas en el osciloscopio

en el siguiente gráfico. Mide el desfase por el método de las curvas de Lissajous

ACTIVIDAD 9. Con una frecuencia de 800 Hz, varía la resistencia y completa la siguiente tabla

ACTIVIDAD 8. Con una resistencia de 120 W, varía la frecuencia y completa la siguiente tabla

120 W

ACTIVIDAD 7. Modifica considerablemente el valor de la frecuencia , llegando a valores muy superiores a los 800 Hz

d D

D

darcsin

PRÁCTICA 4 CARACTERIZACIÓN DEL DIODO. APLICACIONES




R = W

Voltaje

fuente (V)VD (V) VR (V)

I = VR/R

(mA)

Voltaje

fuente (V)VD (V) VR (V) I = VR/R (mA)

0,2 -0,5

0,4 -1

0,6 -5

0,8 -10

1 -15

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Polarización directa Polarización inversa

ACTIVIDAD 1: Completa la siguiente tabla con los valores de tensión en el diodo VD, y la intensidad que circula I

VR

VD

VR

VD

560 W

560 W

Cateto I = mA

Cateto VD = V

V u = V

R D = W Cateto VD/Cateto I =

ACTIVIDAD 3: Circuito rectificador de media onda

Vmax canal1 (señal entrada) V

Vmax canal2 (señal rectificada) V

Diferencia V

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

I (m

A)

VD (V)

Curva característica del diodo de unión

PRÁCTICA 5 CIRCUITO RC. CARGA Y DESCARGA DEL CONDENSADOR




R = W

C = mF

Constante de tiempo teórica t = RC = ms

Amplitud señal A, VmaxA V

Amplitud señal B, VmaxB V

Periodo s

Frecuencia Hz

Para medir la amplitud utiliza dos cursores horizontales situados en los puntos más bajo y más alto de la curva de carga/descarga

Para medir el periodo utiliza dos cursores verticales situados en dos puntos homólogos consecutivos

ACTIVIDAD 2. Ajusta la señal cuadrada (canal A) a una amplitud de 5 V aproximadamente

ACTIVIDAD 5. Ocultamos la señal A y amplificamos la curva de carga y descarga hasta conseguir un resultado como el de la figura

ACTIVIDAD 3. Ajusta la frecuencia hasta conseguir una curva de carga y descarga casi completas

ACTIVIDAD 4. Con ayuda de los cursores del osciloscopio determina la amplitud de las dos señales y

el periodo

ACTIVIDAD 1. Realiza el montaje de la figura y completa los datos de resistencia y capacidad

CH A CH B

R

C

VmaxB 0,63Vmax

t

VC

t

0,37VmaxB

VC

t

VmaxB

t

Valor máximo (VmaxB) Valor máximo (VmaxB)

0,63*VmaxB 0,37*VmaxB

Constante de tiempo experimental t (s) Constante de tiempo experimental t (s)Constante de tiempo teórica t= RC (s) Constante de tiempo teórica t = RC (s)

mF

Dt = s DR = W

ACTIVIDAD 7. Usando la constante de tiempo experimental del proceso de carga t, obtén la capacidad del condensador. ¿Coincide

con el nominal?

DC (mF)C=t/R (mF)R (W) DR (W)

Proceso de carga

ACTIVIDAD 8. Estima la incertidumbre en la medida del tiempo en el osciloscopio. También de la resistencia

t(s)

ACTIVIDAD 9. Completa la siguiente tabla con las magnitudes obtenidas arriba y sus incertidumbres

C = t/R (mF) =

ACTIVIDAD 5. Con ayuda de los cursores del osciloscopio, obtén el tiempo necesario para que la curva de carga alcance el 63%

del valor máximo

ACTIVIDAD 6. Con ayuda de los cursores del osciloscopio, obtén el tiempo necesario para que la curva de descarga alcance el

37% del valor máximo

ACTIVIDAD 10. Añade un condensador en paralelo al usado con una capacidad igual o parecida a este. Observa el cambio en la

curva de carga-descarga

Dt(s)

Proceso de descarga

D

t

tDD

tD

t

D

R

RCR

R

CCC

PRÁCTICA 6 Motor de corriente continua




Pt = e'I Pr’ = I2r'

(W) (W)5,5

e' (V)=

r' (W)

ACTIVIDAD 1: Conecta la fuente al motor proporcionando una tensión de 5 V. Mide la tensión y la intensidad anotándolas en la siguiente

tabla. Repite el proceso para otros valores de V

V(V) I(A) Pc=VI (W) Pt+Pr’ (W)c

t

P

P

0

1

2

3

4

5

6

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

V (

V)

I (A)

Curva característica del motor

PRÁCTICA 7 REDES




V AB = I AB = V AB = I AB =

V BD = I BD = V BD = I BD =

V BC = I BC = V BC = I BC =

I AB - I BD - I BC = 0,000

VBD (V) =

RBD (kW) = RBD (kW) =

VBD (V) =

ACTIVIDAD 1: Calcula por medio de las leyes de Kirchhoff las intensidades que

circulan por las diferentes ramas del circuito de la figura. Determina también las

diferencias de potencial en los bornes de cada una de las resistencias y la d.d.p. BD.

Monta en las dos placas de conexiones el circuito y obtén experimentalmente las

mismas magnitudes que has hallado teóricamente. Para la medida de las intensidades

puedes intercalar sucesivamente en cada rama un amperímetro o medir la d.d.p. en

bornes de cada resistencia y utilizar la ley de Ohm.

Rellena la siguiente tabla:

Ddp. teóricas (V) Ddp. experimentales (V)Intensidades teóricas (mA) Intensidades experimentales (mA)

En esta práctica aprendemos a montar circuitos más complejos con una red de dos mallas en la que medimos intensidades y las comparamos con los valores

calculados

Generador equivalente de Thevenin experimentalGenerador equivalente de Thevenin teórico

ACTIVIDAD 2: Calcula teóricamente el generador equivalente de Thevenin entre los puntos BD.

Mide la diferencia de potencial entre los puntos BD. Compara los resultados.

Monta el circuito pasivo (eliminando los generadores) y mide la resistencia equivalente entre los puntos BD. Compara los resultados con el valor teórico.

I1

5V

3,3kW 3,3kW

1,5k

W

8V 4V

B

I2

I3

A C

D

E

0 kW

Compara los resultados completando la tabla siguiente:

I (mA) = I (mA) = I (mA) =

a) b) c)

Intensidad teórica utilizando TheveninIntensidad experimental utilizando circuito

originalIntensidad experimental con circuito con eT y RT

c) Monta el circuito siguiente y mide la intensidad que

circula. Para ello utiliza el generador con una tensión de

salida = eT

ACTIVIDAD 3: a) Calcula teóricamente, utilizando el generador equivalente de Thevenin, la intensidad que circularía por una

resistencia de 1,5kΩ si la conectáramos entre B y D.

b) Añade en el circuito original, una resistencia de 1,5kΩ con los terminales en B y D. Mide la intensidad que circula por esa resistencia.

eT RT

B D

1,5 kΩ

A

I

PRÁCTICA 8 RESONANCIA DEL CIRCUITO RLC




R 47 W

L 9,00E-03 H

C 4,70E-06 F

En esta práctica se analiza el comportamiento de un circuito RLC en corriente alterna. Para ello estudiaremos la respuesta del circuito a distintas frecuencias

midiendo la tensión aplicada y la intensidad que recorre el circuito.

ACTIVIDAD 1: Une una resistencia de 47 W, un condensador de 4,7 mF y una autoinducción de 9 mH en serie, conectados al generador de corriente alterna con

una tensión máxima de 5 V.

Sitúa un voltímetro en paralelo con la fuente y un amperímetro en serie. Recuerda que ambos

funcionarán en régimen de corriente alterna. Las tierras del generador y polímetros deben de coincidir

(ver figura).

R

L

C

A

V~

f (Hz) V (V) I (mA) Z (W)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2500

3000

3500

Zmin = W fo-exp = Hz

ACTIVIDAD 4: Compara la frecuencia de resonancia experimental obtenida antes con la frecuencia de resonancia teórica:

fo-teo = Hz

para C y L haz referencia a las celdas de arriba

ACTIVIDAD 3: Representar gráficamente Z vs f. Se observa un mínimo en la impedancia que se produce en la frecuencia de resonancia. Encuentra este

mínimo y la frecuencia de resonancia (mínimo de la curva).

ACTIVIDAD 2: Varía la frecuencia de la corriente alterna y mide la tensión eficaz aplicada (Vef) y la intensidad eficaz (Ief), completando la siguiente tabla con el

valor de la impedancia (Z = Vef/Ief):

0

0

0

1

1

1

1

0 1000 2000 3000 4000

Z (W)

f (Hz)

Resonancia RLC

LCf teo

2

10

ACTIVIDAD 5: Repite la actividad 2 introduciendo la barra de hierro en la bobina. Completa la tabla:


50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

Z'min = W f'o-exp = Hz

L’ = mH

recuerda que has de multiplicar por 1000 para obtener mH



ACTIVIDAD 7: Ahora el coeficiente de autoinducción no es el que marca el aparato sino otro desconocido L’. Despeja L’ de la ecuación y encuentra su valor

experimental.

0

0

0

1

1

1

1

0 200 400 600 800 1000Z

(W)

f (Hz)

Resonancia RLC (con núcleo abierto)

CLf

'2

1'

0


20

30

40

50

60

70

80

90

100

150

200

250

300

400

500

600

700

800

f''o-exp = Hz

Z''min = W

ACTIVIDAD 10: Procede de modo similar a la A7.

L’'= mH

recuerda que has de multiplicar por

1000 para obtener mH

ACTIVIDAD 8

Repite la actividad 5 cerrando el núcleo de hierro.



0

0

0

1

1

1

1

0 200 400 600 800 1000

Z (W)

f (Hz)

Resonancia RLC (con núcleo cerrado)

CLf

''2

1''

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