LABORATORIO Nº 2
Mediciones de Corriente y Voltaje
Mediciones de Corriente y Voltaje
INTEGRANTES:
·
CARRIZALES
MACHACA LISBETH PAMELA
·
CHIRI
ZULETA HENRY
·
CONDORI
CANCHILLO SONIA MARIA
·
TAMBO
CHOQUE VERONICA REYNA
CORREO ELECTRONICO Y CELULAR
Ø reynatambo@gmail.com
(cel.68131795)
INTRODUCCIÓN. –
Las medidas que en esta ocasión tendremos la tarea de desarrollar siempre tendrán errores experimentales, por la sensibilidad del aparato.
CONCEPTOS PREVIOS. –
El voltaje es la diferencia del potencial eléctrico entre dos puntos del circuito eléctrico o electrónico, expresado en voltios. Mide la energía potencial de un campo eléctrico para causar una corriente eléctrica en un conductor eléctrico. La mayoría de los dispositivos de medición pueden medir o leer voltaje.
MAGNITUD: todo aquello que se puede medir. Ej.: velocidad, fuerza, temperatura, energía física etc. Al medir surgen errores, para medir debemos tomar en cuenta un instrumento de acuerdo a la medida y escoger la misma magnitud que tomamos como unidad.
MEDIDA: la medida es la cantidad cantidad de magnitud que deseamos medir de esa magnitud. Estos serán los números seguidos de las unidades 4[m], 200[km], 5[kg].
LAS UNIDADES DEBEN SER. –
Las unidades surgen como una consecuencia de la Revolución Francesa. Universales y contrastables: utilizadas por todos los países y accesible para el que quiera calibrar con ellas otros patrones de medida Inalterables por las condiciones atmosféricas, el uso, etc. Para que se puedan basarse unas en otras y tener múltiplos y sub No suele ser consciente de como introduce su error. Solo se elimina cambiando de observador. El observador puede introducir también errores accidentales por una imperfección de sus sentidos. Estos errores van unas veces en un sentido y otros en otro y se puede compensar haciendo varias medidas y promediándolas.
FACTORES AMBIENTALES. – La temperatura, la presión, la humedad, etc. Pueden alterar el proceso de medida si varían de unas medidas a otras. Es necesario fijar las condiciones externas e indicar, en medidas precisas, cuales fueron estas. Si las condiciones externas varían aleatoriamente durante la medida, unos datos pueden compensar a los otros y el error occidental que introducen pude ser eliminado hallando la medida de todos ellos.
LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA. – Los instrumentos de medida pueden introducir un error sistemático en el proceso de la medida por un defecto de construcción o de calibración. Solo se eliminan el error cambiando de aparato o calibrándolo bien. Debemos conocer el rango de la medida del aparato, es decir, entre que valores máximo mínima. Deben tener las siguientes cualidades:
RAPIDEZ. – Es rápido si necesita poco tiempo para su calibración antes de empezar a medir y si la aguja o cursor alcanza pronto el reposo frente a un valor de escala cuando lanzamos la medida. La aguja no oscila mucho tiempo.
SENSIBILIDAD. – Es tanto más sensible, cuanto más pequeña sea la cantidad que puede medir. Una balanza que aprecia mg es más sensible que otra que aprecia gramos. Umbral de sensibilidad es la menor división de la escala del aparato de medida. La sensibilidad con que se fabrican los aparatos de medida depende de los fines a los que se destina.
PRECISIÓN. – Un aparato es preciso si los errores absolutos. Que se producen al usarlo son mínimos. El valor que da en cada medida se desvía poco del “valor verdadero”. Un aparto preciso si es muy sensible y además es fiel. Naturalmente debe estar previamente bien calibrado.
Eventualmente, no en todos, la precisión de un parámetro analógico electrónico (voltímetro, etc.) la indica el fabricante para cada rango de medida; suele encontrarse impreso en el panel de lectura, en la parte detrás del instrumento o en el manual de usuario. La precisión define la “clase del instrumento” y está indicando en error relativo absoluto referido al valor máximo de la escala y especificado para cada rango escala.
VT
I= V
I= 8.27v
RT= 1 
1 + 1 + 1
RT= 1 
1 +
1
+ 1
E%= |VT - VE| *100
75.58K
I= V
I= 8.5 V
(Ω)
INTRODUCCIÓN. –
Las medidas que en esta ocasión tendremos la tarea de desarrollar siempre tendrán errores experimentales, por la sensibilidad del aparato.
CONCEPTOS PREVIOS. –
El voltaje es la diferencia del potencial eléctrico entre dos puntos del circuito eléctrico o electrónico, expresado en voltios. Mide la energía potencial de un campo eléctrico para causar una corriente eléctrica en un conductor eléctrico. La mayoría de los dispositivos de medición pueden medir o leer voltaje.
MAGNITUD: todo aquello que se puede medir. Ej.: velocidad, fuerza, temperatura, energía física etc. Al medir surgen errores, para medir debemos tomar en cuenta un instrumento de acuerdo a la medida y escoger la misma magnitud que tomamos como unidad.
MEDIDA: la medida es la cantidad cantidad de magnitud que deseamos medir de esa magnitud. Estos serán los números seguidos de las unidades 4[m], 200[km], 5[kg].
LAS UNIDADES DEBEN SER. –
Las unidades surgen como una consecuencia de la Revolución Francesa. Universales y contrastables: utilizadas por todos los países y accesible para el que quiera calibrar con ellas otros patrones de medida Inalterables por las condiciones atmosféricas, el uso, etc. Para que se puedan basarse unas en otras y tener múltiplos y sub No suele ser consciente de como introduce su error. Solo se elimina cambiando de observador. El observador puede introducir también errores accidentales por una imperfección de sus sentidos. Estos errores van unas veces en un sentido y otros en otro y se puede compensar haciendo varias medidas y promediándolas.
FACTORES AMBIENTALES. – La temperatura, la presión, la humedad, etc. Pueden alterar el proceso de medida si varían de unas medidas a otras. Es necesario fijar las condiciones externas e indicar, en medidas precisas, cuales fueron estas. Si las condiciones externas varían aleatoriamente durante la medida, unos datos pueden compensar a los otros y el error occidental que introducen pude ser eliminado hallando la medida de todos ellos.
LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA. – Los instrumentos de medida pueden introducir un error sistemático en el proceso de la medida por un defecto de construcción o de calibración. Solo se eliminan el error cambiando de aparato o calibrándolo bien. Debemos conocer el rango de la medida del aparato, es decir, entre que valores máximo mínima. Deben tener las siguientes cualidades:
RAPIDEZ. – Es rápido si necesita poco tiempo para su calibración antes de empezar a medir y si la aguja o cursor alcanza pronto el reposo frente a un valor de escala cuando lanzamos la medida. La aguja no oscila mucho tiempo.
SENSIBILIDAD. – Es tanto más sensible, cuanto más pequeña sea la cantidad que puede medir. Una balanza que aprecia mg es más sensible que otra que aprecia gramos. Umbral de sensibilidad es la menor división de la escala del aparato de medida. La sensibilidad con que se fabrican los aparatos de medida depende de los fines a los que se destina.
PRECISIÓN. – Un aparato es preciso si los errores absolutos. Que se producen al usarlo son mínimos. El valor que da en cada medida se desvía poco del “valor verdadero”. Un aparto preciso si es muy sensible y además es fiel. Naturalmente debe estar previamente bien calibrado.
Es muy preciso si da poca precisión.
Eventualmente, no en todos, la precisión de un parámetro analógico electrónico (voltímetro, etc.) la indica el fabricante para cada rango de medida; suele encontrarse impreso en el panel de lectura, en la parte detrás del instrumento o en el manual de usuario. La precisión define la “clase del instrumento” y está indicando en error relativo absoluto referido al valor máximo de la escala y especificado para cada rango escala.
Fig.1
escalas de un tester o polígono analógico.
En su defecto si el fabricante no indica el error, el error
absoluto máximo de una medida en esa escala de halla aplicando el error
relativo al valor del fondo de la escala.
Lo que quiere decir, la figura1 en la escala de 50 lo que se debe
hacer es contar las líneas de división:
Fig.
2 líneas de división.
Como ha podido notar las líneas de división que tiene este
instrumento son 10.
Cada línea tendrá un valor de1/10, y está dada por:
Esto significa que en cada de 50 cada línea tendrá un valor de 5,
si se encuentra el selector en voltaje, quiere decir que cada línea tendrá un
valor de 5 [V], si por ejemplo el selector del instrumento se encuentra en 200
pero en corriente continua y en mili amperímetros esto quiere decir que cada
línea tendrá un valor de 20[mA] y así para el resto de escalas.
Por lo tanto, el error o la incertidumbre de un instrumento
analógico lo indica su escala menor por ejemplo en la escala de 50[V] el error
en esta escala será de ±5 [V].
Ejemplo1:
El error de una regla de 30[cm] es su mínima escala, es decir:
Por cada medida que hagamos con esta regla cometeremos un error de
0,1 [cm] o que es lo mismo 1[mm]; si por ejemplo obtuvo una medida de 12,3[cm]
el valor que buscamos esta expresado por:
EJEMPLO 2:
Para un voltímetro “clase 2” en la escala de rango 0-250[V] el
fabricante asegura una Precisión porcentual absoluta del 2%.
Por lo tanto, el Error con esa escala será =(2%x250) /100%=±5[V].
En una medida de 230 [V] tendremos una imprecisión de ±5[V]. El
mismo que tendremos en una medida de 20[V] en esa escala.
Por lo tanto, el error relativo (porcentual relativo) es mucho
mayor en la parte baja de la escala: 5/20, frente a 5/230 en la alta.
¡por esto debemos cambiar de escala, para
poder hacer las lecturas en la parte baja!
En este polímetro la sensibilidad del aparato (la menor división)
en esa escala 0-250 es 5[V] y coinciden con la precisión.
La precisión del aparato influye en la precisión con que podemos
expresar el resultado de la medida.
Precisión al realizar varias medidas. –
Si debemos repetir las medidas influyentes en la precisión de
todas ellas otra cualidad del aparato: la fidelidad.
Ejemplo: si realizamos 5 medidas con 2 balanzas de la misma
sensibilidad, que aprecian g por ejemplo, será más precisa la que de menor
dispersión de medidas.
Ejemplo de cálculos de la imprecisión de dos
balanzas:
X1
|
X2
|
X3
|
X4
|
VALOR MEDIO
|
Ea
|
|
Balanza 1(g)
|
25,55
|
25,56
|
25,54
|
25,53
|
25,55
|
0,01
|
Balanza 2()g
|
25,55
|
25,59
|
25,51
|
25,52
|
25,55
|
0,03
|
Las dos balanzas dan como medida 25,55[g] (media aritmética) pero
la precisión de la primera es mayor y nos asegura que el valor verdadero está
comprendido entre 25.54[g] y 25.56[g]. la otra balanza nos lo asegura entre
25,52[g] y 25.58[g].
La que medimos con menor imprecisión es la más precisa.
Instrumentos poco precisos. –
Observe las indicaciones de la escala de esta balanza de cocina.
Fig.
3 balanza analógica (llamada también balanza de aguja).
Ejemplos de instrumentos de poca precisión son una balanza de
cocina y la cinta de modista (muy elástica y que se deforma por el uso).
Fig.4
cinta métrica.
Tome una
cinta métrica y mida con ella una distancia de 25[cm]. A continuación, mida la
misma distancia con una regla comente los resultados obtenidos en su informe.
La cinta métrica y la regla están medidas cada una a 25cm y error
probable entre ambas serias un valor de 2cm por el lado de la cinta métrica por
lo cual la regla seria la que da una medida exacta y recomendable en el uso.
Fig.
5 panel de lectura de un polímetro.
Por lo general un instrumento deberá tener un espejo (la mayoría
es metal) en el panel de lectura, al observado la aguja, para leer una
medición. Esta aguja deberá tapar su reflejo.
A diferentes posiciones de lectura se obtendrá diferentes mediciones,
este error se llama error de paralaje.
El error de paralaje se produce cuando la medida de longitud de un
objeto es mayor o menor que la longitud
verdadera debida a que el ojo está siendo colocado en un ángulo a las marcas de
medición con respecto al objeto. Por ejemplo, una persona que está viendo el
velocímetro de un auto desde el asiento del conductor obtendrá una lectura
precisa porque tiene una línea de visión directa. Una persona que está viendo
el velocímetro desde el asiento de un pasajero va a sobreestimar la lectura
debido al ángulo entre el ojo, el velocímetro y la fecha.
LA MEDIDA:
NORMAS UNE. –
La medida debe ser exacta: debe reflejar lo más exactamente
posible, con un número la cantidad de magnitud medida. La aproximación al “al
valor verdadero o valor real” depende de la sensibilidad del aparato y del
proceso de medida.
AENOR es la asociación Española de Normalización y Certificación.
es la encargada de elaborar las normas de Metrología y Calibración.
En esta norma, el termino general “exactitud” se utilizan para
referirse conjuntamente ala “velocidad” y ala “precisión”. Hoy se sustituye
“exactitud” por “velocidad” de un método de medida, y por lo tanto de una
medida, es tal si logra el valor verdadero de la propiedad que se mide.
La calidad de una medida la indican sus errores absoluto y
relativo. Es tanto mejor cuanto menor sea su error relativo.
PROCESO DE MEDIDA. –
El proceso de medida siempre se perturba lo que vamos a medir y en
consecuencia obtenemos un valor real alterado.
Por ejemplo, al colocar un termómetro más frío que muestra, esta
se enfría por efecto del termómetro y lo que leemos es el resultado de la
interrelación muestra/termómetro, y no solo de la temperatura de la muestran
que queríamos medir.
Como se debe medir las medidas. –
ü
comprobar la calibración del aparato.
ü
Cumplir las normas de utilización del
fabricante del aparato en cuanto a conservación y condiciones de uso.
ü
Conocer
y valorar la sensibilidad del aparato para dar los resultados con la
correspondiente imprecisión.
ü
Anotar cuidadosamente los valores obtenidos en
tablas.
ü
Realizar la gráfica que corresponda o la de
distribución de medidas.
ü
Hallar el valor representativo, en su error
absoluto y error relativo.
DEFINICION. –
Medida directa es aquella que se realiza aplicando un aparato para
medir una magnitud, por ejemplo, medir una longitud con una cinta métrica.
Las medidas indirectas calculan el valor de la medida mediante una
formula, previo cálculo de las magnitudes que se intervienen en la formula por
medida directas. Un ejemplo serio calcular el volumen de una habitación.
¿es indicio de haber realizado de una buena
medida que al repetirla obtengamos el mismo valor?
Obtener exactamente el mismo valor al repetirlo la medida es un
indicio de que el instrumento es muy “fiel”, pero tanta fidelidad lo que pone
de manifiesto es una falta de “sensibilidad”.
“la
expresión de una medida siempre debe estar acompañada de su imprecisión”
si medimos el tiempo que tarda en completar una oscilación de un
péndulo con un reloj que mide centésimas de segundo, obtenemos distintos
valores de cada vez.
Aquí la sensibilidad del aparato aumenta y su fidelidad disminuye
los errores accidentales que afecta a cada medida.
Un aparato muy fiel es, casi siempre, poco sensible.
El “valor real” de la magnitud nunca se puede conocer con total
precisión o certidumbre. Si realizamos la medida con técnicas e instrucciones
cada vez más precisos, los resultados tienden gradual a asintóticamente a un
valor que denominaremos “valor verdadero”.
¿Cuál debe ser el número de medidas que hay
que realizar para reflejar una medida exacta?
Si repetimos la medida y obtenemos valores diferentes, en principios
debemos realizar tres medidas. Como valor verdadero de la magnitud medida que
tomamos la media aritmética (X1) de las tres hallamos la dispersión
(D) de esas medidas.
Pata hallar la dispersión D de las medidas restamos al menor
de ellas de ellas del mayor obtenemos del valor de “D”.
Hallamos el % de
dispersión %D:
Si la medida de X1
tenemos una dispersión D, el porcentaje de dispersión será:
Si
él % de la dispersión (%D) es menor que 5% es suficiente realizar tres medidas.
En caso contrario realizaremos de 6 a 10.
Si el %D>8 debemos realizar tres
medidas.
Los errores accidentales se compensan haciendo
varias medidas.
VALOR REPRESENTATIVO DE VARIAS MEDIDAS Y SU IMPRECISIÓN:
Si
debemos realizar varias medidas (recuerda que lo determina %D) debemos decidir
cuál de ellas representa el “el valor verdadero” y conque imprecisión la
conocemos.
Como el valor de la medida se puede tomar la
mediana o la media aritmética.
MEDIA ARITMÉTICA EN FÍSICA III
La media aritmética se halla sumando
todas las medidas y dividiendo entre el número de ellas:
Si una de las medidas está claramente
apartada de las demás, se desprecia (es evidente que viene de un error de
medida y no merece estar representada en la mediana)
La imprecisión que establecemos para la
media aritmética de varias medidas se llama la imprecisión absoluta (Ea).
La
imprecisión absoluta de varias medidas (Ea), se halla sumando las cantidades
que se desvía cada medida de la media aritmética, tomadas en vale absoluto (sin
tener en cuenta el signo) y divididas por el número de ella
La
imprecisión que acompaña el resultado es la que mayor valor entre:
·
La imprecisión absoluta (Ea).
·
La sensibilidad del aparato (menor
división)
El
valor que estimamos como valor (x) estará comprendido entre los valores de la
media aritmética aumentada y disminuida del Ea o de la sensibilidad del
aparato.
El “valor” verdadero nunca lo reconocemos
con total precisión y estará comprendido entre la media aritmética menos la
imprecisión y “la media aritmética más la imprecisión”.
La
imprecisión también se puede representar por la desviación Estándar que se
trató en clases previo a este primer laboratorio (estadísticas). Es in concepto semejante a la imprecisión
absoluta que formula la teoría de errores de Gauss.
Su expresión es:
También
se llama error cuadrático medio,
por lo tanto equivale a .
equivale a .
Cualquier valor medio debe darse acompañado de
su imprecisión (error absoluto) y sus unidades.
EJEMPLOS:
Existen unas reglas para expresar la
imprecisión y el resultado de la media
1;
si realizamos una medida, el resultado
se acompaña al valor leído en el aparato
de medida la sensibilidad del mismo.
la sensibilidad del mismo.
2; si debemos realizar varias medidas
(recuerda que el que determina es %D), debemos decidir de todas ellas cual
representa el “valor verdadero” y con qué impresión la conocemos.
La
imprecisión que acompaña al resultado (a
la media aritmética) es la mayor de las dos
cantidades siguientes, la imprecisión
absoluta de las medidas (), o l
sensibilidad del aparato (menor
división).
), o l
sensibilidad del aparato (menor
división).
REDONDEO:
¿Con cuántas cifras significativas se le
da la impresión y como condiciona esta la correcta expresión la medida?
La imprecisión debe darse con una sola
cifra significativa: se tomará la cifra la cifra más significativa de la
imprecisión.
La imprecisión se dará con dos cifras
significativas si la primera es uno. En este caso la segunda cifra solo podrá
ser 0 o un 5, redondeándose a estos valores según las que sigan.
Ejemplo;
 incorrecto |
correcto |
0.00423
|
0.004
|
0.89
|
0.9
|
26
|
30
|
0.123
|
0.10
|
0.138
|
0.14
|
El
número de cifra significativa del resultado lo determina la imprecisión. La
cifra en significativa del resultado será del orden decimal determinado por la
cifra significativa de la imprecisión.
NOTACIÓN CIENTÍFICA:
A
menudo usamos números con los muchos ceros (muy grande o muy pequeños) que
pueden escribirse abreviadamente usando potencias de 10. Esto permite tener, con una simple
ojeada. Idea de su orden de magnitud, permite operar más fácilmente e incluso
revisar rápidamente operaciones realizados con ellos. Utilizando la notación
científica el número se escribe como el producto de dos partes: un numero
comprendido entre 1y 10 y una potencia de 10. Se representa el numero d un solo
entero seguido de todas las cifras significativas y multiplicado por la
potencia de 10 que corresponde para lograr la equivalencia
ORDEN DE MAGNITUD:
En los cálculos aproximados y en
descripciones generales, como cuando decimos “es una distancia de unos”, se
suele expresar la cantidad por su orden de magnitud, para lo cual se toma por
redondeo la potencia de 10 más próxima al número.
Ejemplo:
Una longitud de 8 
10-8 [m] decimos que el orden de
magnitud de 10-5 [m] (del orden de las 10 micras.
10-8 [m] decimos que el orden de
magnitud de 10-5 [m] (del orden de las 10 micras.
ERROR ABSOLUTO Y ERROR RELATIVO:
Como ya hemos visto anteriormente el
error absoluto es igual a la imprecisión que compaña a la medida.
Error relativo es el cociente entre el
error absoluto y el que damos como representativo (la media aritmética).
Se puede dar el % del error relativo.
Indica la calidad de la medida.
CAMBIO DE ESCALA:
A realizar medidas con aparatos en los
que podemos variar la escala debemos escoger la adecuada para reducir el error.
Así debemos proceder:
1.
comenzar por la escala más alta para
proteger el aparato (por ejemplo, cuando usamos un amperímetro).
2.
Emplear la escala en la que el valor a
medir lleve la aguja a la parte más alta de la escala sin salirse de ella. El
error relativo que cometemos es menor.
Si cambiamos la escala y usamos una de 0 a 10 [V], los 1.5v
llevaran la aguja al 15% de la escala. La menor división es ahora 0.2 [V]
Y
el error relativo = 0.2 / 1.5.
Esta medida es mucho mejor.
Medidas directas (instrumentos
digitales):
En los instrumentos digitales el número
que representa el valor de la medida aparece representado por una cifra
directamente en la pantalla. Son medidas directas.
La precisan define la “clase del
instrumento” y está indicada el error relativo absoluto (porcentual absoluto)
referido al valor máximo de la escala y especificado para cada rango o escala.
Normalmente el valor de la resolución y
el de la precisión no coincide.
EJEMPLO
1:
Sonda para medir presiones Resolución:
2[hpa]; Accurancy: 2% ±4[hpa].
Sonda amperímetro: Resolución: 1[mA];
Accurancy:1% ± 3[mA].
EJEMPLO 2:
De la forma de proceder con instrumento digitales.
Fig.6 la imprecisión de los instrumentos de la medida digitales
la indica el fabricante.
En la balanza de la fig. 6 se indica la
cota máxima, o peso máximo, que se puede medir y la impresión (D). para pesar
entre 0 y 50 [g] la imprecisión es de 0,1 [g], pero entre 50 y 100 [g] el
fabricante solo asegura 0,2 [g].
Por lo tanto, si medimos 6,1[g] la
expresión correcta será: 6,1 ± 0,1 [g].
Pero para una medida de 65,2[g] la expresión correcta será: 65,5 ±
0,2[g].
Error relativo a fondo de escala (porcentual absoluto) =
0,2*100%=20%.
El error relativo para valores menores es mayor.
TODO VALOR QUE APARECE
EN LA PANTALLA DEL INSTRUMENTO DEBE EXPRESARSE ACOMPAÑADO DE SU IMPRECISIÓN
Existen instrumentos digitales que captan
secuencias de medidas, las guardan en tablas y también pueden mostrarlas en
gráficos. La sofisticación de estos aparatos puede inducirnos a pensar que
daban medidas totalmente precisas.
Es necesario calibrar previamente los aparatos.
Todo instrumento tiene imprecisión,
aunque este perfectamente calibrado.
MEDIDA DE TENCIÓN:
La tensión se mide con un voltímetro y se
conecta en paralelo a los dos puntos donde se desea medir la tensión.
El terminal positivo del voltímetro se
conecta al terminal positivo de la tensión y negativo al negativo, si la
conexión se realiza al revés la media obtenida será del signo negativo.
MEDIDA DE LA CORRIENTE:
La intensidad, se mide en un aparato
llamado amperímetro, que se puede intercalar en cualquier punto del conductor
cuya intensidad queramos medir. El amperímetro se conecta siempre en serie.
Al, igual que el voltímetro se debe tomar
muy en cuenta la polarización, positivo con positivo, negativo con negativo,
como mencionamos anteriormente si la polarización es al contrario se obtendrá
una lectura negativa.
CONSIDERACIONES IMPORTANTES A TENER EN CUENTA:
Para medir la tención el voltímetro se
conecta en paralelo. Un voltímetro tiene una resistencia interno muy grande (en
teoría infinita). Si este se conecta en paralela, la intensidad que circulará
por el amperímetro será muy elevada (en teorética infinita), realmente lo que
estamos haciendo es un corto circuito. El amperímetro corre un serio riesgo de estropearse.
La mayoría de los amperímetros llevan incorporado un fusible para protegerlos,
aun así, si la intensidad de un corto circuito es muy elevada el amperímetro
puede quedar inservible.
COMENZEMOS CON EL EXPERIMENTO:
el procedimiento
experimental consiste en: aplicar todos los
conceptos teóricos en prácticos.
Esta es la parte más
importante después de todo lo que
vimos hasta aquí.
Herramientas a necesitar para el
laboratorio:
Ø Uno o más Protoboard.
Ø Resistencias de 1K (opcional)
Ø Multímetro (Téster).
Ø Una batería de 9V.
Ø Emulador CIRCUIT WIZARD.
Ø EXECEL (lo utilizaremos para los cálculos).
Empecemos
a utilizar todas nuestras herramientas y manos a la obra.
LABORATORIO 2:
CIRCUITOS EN SERIE
|
CALCULANDO LAS RESISTENCIAS
RESISTENCIAS
|
R1
|
R2
|
R3
|
VALOR REAL
|
0.98
K
|
0.33
K
|
0.33
K
|
VALOR TEORICO
|
1.05
K (omh)
|
330
K (omh)
|
330
K (omh)
|
CODIGO DE COLORES
R1
|
MARRON
|
NEGRO
|
ROJO
|
DORADO
|
VALORES
|
1
|
0
|
X
|
+
5%
|
R2
|
NARANJA
|
NARANJA
|
MARRON
|
DORADO
|
VALORES
|
3
|
3
|
X
|
+
5%
|
R3
|
NARANJA
|
NARANJA
|
MARRON
|
DORADO
|
VALORES
|
3
|
3
|
X
|
+
5%
|
·
VALOR TEORICO
RT= R1+R2+R3
RT=1.05
K (omh) +330
K (omh)+330
K (omh)
RT= 661.05 K (omh)
Ø VALOR REAL
RT=
R1+R2+R3
RT=
0.98+0.33+0.33
RT= 1.64 Ω
Ø PORCENTAJE
DE ERROR
E%= |VT
- VE| *100
VT
E%= |661.05 K - 1.64 Ω| *100
661.05 K
E%=99.75K
Ahora mediremos las resistencias
alimentadas con una batería…
 |
|||
|
|||
CON LA AYUDA DE UN
TESTER
UNA BATERIA DE 9V
 |
|||
|
|||
CALCULANDO LAS RESISTENCIAS con una batería de 9V
Ø CALCULO DEL VOLTAJE
RESISTENCIAS
|
R1
|
R2
|
R3
|
∑
|
VALOR RESISTENCIAS
|
0.98
K
|
0.33
K
|
0.33
K
|
9V
|
VALOR EN
(VOLTIOS)
|
5.00
V
|
1.63
V
|
1.63V
|
8.27
V
|
GRAFICO
|
Ø MIDIENDO LAS
TENCIONES DE CADA RESISTOR
VT [V] = V1 +V2+V3
VT [V] = 5.00 V+1.63V+1.63V
VT [V] =8.26 V[W]
Ø MIDIENDO LA CORRIENTE
I= V
RT
I= 8.27v
1.64 Ω
I= 5.042 [A]
Ø CALCULANDO LA
POTENCIA
P= I*V [W]
P= 5.042 [A]* 8.26 V [W]
P=
41.64 [W]
PREGUNTAS…
1.- ¿QUE INSTRUMENTO ES SOBRESALIENTE?
R.- El
multímetro ya que es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de
medir distintos parámetros eléctricos y magnitudes en el mismo aparato.
2.- ¿EN QUE CASO SE DEBE USAR UN
ISTRUMENTO DIGITAL Y UNO ANALOGICO?
R.-
Ø VOLTIMETRO ANALOGO
Dispositivo que mide
y presenta el valor medio del voltaje, mediante una aguja que se ubica en el
número o la fracción del valor presentado en un panel de indicación.
Ø VOLTIMETRO DIGITAL
Este tipo de aparatos
cuentan con características de aislamiento bastante considerables, para lo que
utilizan circuitos de una gran complejidad, en lo que respecta a su comparación
con el voltímetro tradicional.
CIRCUITOS EN PARALELO
CALCULANDO LAS
RESISTENCIAS
RESISTENCIAS
|
R1
|
R2
|
R3
|
VALOR REAL
|
0.37
K
|
0.20
K
|
0.14
K
|
VALOR TEORICO
|
390
(omh)
|
220
(omh)
|
105
(omh)
|
CODIGO DE
COLORES
R1
|
NARANJA
|
BLANCO
|
MARRON
|
DORADO
|
VALORES
|
3
|
9
|
X
|
+
5%
|
R2
|
ROJO
|
ROJO
|
MARRON
|
DORADO
|
VALORES
|
2
|
2
|
X
|
+
5%
|
R3
|
MARRON
|
VERDE
|
MARRON
|
DORADO
|
VALORES
|
1
|
5
|
X
|
+
5%
|
·
VALOR TEORICO
|
RT= 1 1 + 1 + 1
390 220
150
RT=72.58 Ω
Ø VALOR
REAL
RT= 1 1 +
1
+ 1
0.37
0.20 0.14
RT=0.067 Ω
Ø PORCENTAJE DE ERROR
E%= |VT - VE| *100
VT
E%= |72.58K
– 0.067K| *100
75.58K
E%=0.95
a)
¿A
qué se debe la diferencia?
Los resultados que sacamos del valor real y valor teórico son RT=72.58
Ω y
RT=0.067 Ω esto se debe al margen de error que cada multímetro.
Ahora mediremos las resistencias
alimentadas con una batería…
 |
|||
|
|||
CON LA AYUDA DE UN TESTER
Ø MIDIENDO LA
CORRIENTE
I= V
RT
I= 8.5 V
0.067 Ω
I= 126.86[A]
Ø CALCULANDO LA POTENCIA
P= I*V [W]
P= 126.86 [A]*8.5 V [W]
P=
1078.31 [W]
¿INDIQUE POR QUE LAS POTENCIAS SE SUMAN TANTO EN CIRCUITO PARALELO CON UN
CIRCUITO EN SERIE?
R.-
¿EN QUE CASO SE DEBE USAR UN
ISTRUMENTO DIGITAL Y UNO ANALOGICO?
R.-
Ø VOLTIMETRO ANALOGO
Dispositivo que mide
y presenta el valor medio del voltaje, mediante una aguja que se ubica en el
número o la fracción del valor presentado en un panel de indicación.
Ø VOLTIMETRO DIGITAL
Este tipo de aparatos
cuentan con características de aislamiento bastante considerables, para lo que
utilizan circuitos de una gran complejidad, en lo que respecta a su comparación
con el voltímetro tradicional.
CIRCUITOS EN MIXTO
A) CALCULANDO LAS RESISTENCIAS:
RESISTENCIAS
|
R1
|
R2
|
R3
|
R4
|
VALOR REAL
|
0.99K
|
1.89K
|
4.67
K
|
8.23K
|
VALOR TEORICO
|
1K
|
1.8K
|
4.7
K
|
8.2K
|
CODIGO DE COLORES
R1
|
MARRON
|
NEGRO
|
ROJO
|
DORADO
|
VALORES
|
1
|
0
|
X
|
+
5%
|
R2
|
MARRON
|
NEGRO
|
ROJO
|
DORADO
|
VALORES
|
1
|
0
|
X
|
+
5%
|
R3
|
AMARILLO
|
MARRON
|
ROJO
|
DORADO
|
VALORES
|
4
|
1
|
X
|
+
5%
|
R4
|
MARRON
|
NEGRO
|
ROJO
|
DORADO
|
VALORES
|
1
|
0
|
X
|
+
5%
|
VALOR
TEORICO
Rt
= 5.78 (Ω)
VALOR REAL
Rt= 5.86(Ω)
Ø PORCENTAJE
DE ERROR
E= 1.38%
B)
CALCULANDO LAS RESISTENCIAS con una batería de 9V
Ø
CALCULO DEL VOLTAJE
RESISTENCIAS
|
R1
|
R2
|
R3
|
R4
|
VALOR
RESISTENCIAS
|
0.99 K
|
1.89 K
|
4.67 K
|
8.23K
|
VALOR EN
(VOLTIOS)
|
2.18 V
|
4.17 V
|
1.78 V
|
1.71 V
|
Ø MIDIENDO LA CORRIENTE
I=1.46(A)
 |
Ø MIDIENDO LAS
TENCIONES DE CADA RESISTOR
VBATERIA=8.58
(Ω)
VT = 1.44[V] +2.76[V] +4.36[V]
VT =8.56 [V]
MISMO CALCULO, PERO CON EL MULTIMETRO:
Indica un voltaje
de: Vtester=8.42 [v]
Ø PORCENTAJE DE ERROR
E=
1.63%
C) CALCULANDO LA INTENSIDADES:
IT=I5+I3+I4
IT=6.4+4.26+2.44=13.1[A]
D) CALCULANDO LA POTENCIA
PT=12.52m[W]
Se sabe que 
SUMATORIA
PT=12.5m[W]
DERIVE SUS PROPIAS
CONCLUSINES A PARTIR DE CADA UNO DE SUS RESULTADOSDE ESTE LABORATORIO.
¿COINCIDEN CON LOS OBTENIDOS EN SUS CALCULOS? ¿POR QUE?.
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