Medidas eléctricas

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INDICE
Introducción.. 3
Fundamento teórico..5
Objetivos 5
Desarrollo Experimental:
−Medida de Intensidad y voltaje.....6
−Medida de resistencias...9
Conclusiones.....10
Bibliografía...11
Anexos...12
− Resultados
INTRODUCCIÓN
Los. Medidores eléctricos son instrumentos que miden e indican magnitudes eléctricas, como corriente, carga,
potencial y energía, o las características eléctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad, y la
inductancia. La información se da normalmente en una unidad eléctrica estándar: ohmios, voltios, amperios,
culombios, henrios, faradios, vatios o julios.
Para medir voltajes de corriente alterna se utilizan medidores con alta resistencia interior, o medidores
similares con una fuerte resistencia en serie. Un dispositivo de este tipo es el voltímetro: aparato que mide la
diferencia de potencial entre dos puntos entre dos puntos cualesquiera en el circuito uniendo simplemente las
terminales del voltímetro entre estos puntos sin romper el circuito. Para efectuar esta medida se coloca en
paralelo entre los puntos cuya diferencia de potencial se desea medir. Para que el voltímetro no influya en la
medida, este debe de desviar la mínima intensidad posible, por lo que la resistencia interna del aparato debe de
ser grande.
Por tanto, el voltímetro debe tomar solamente una corriente pequeña que no perturbe apreciablemente el
circuito donde se conecta. Por ello, la corriente que pase por él tiene que ser mínima, y la resistencia del
voltímetro tiene que ser muy alta, al contrario que en el amperímetro.
Por otro lado, la intensidad de la corriente la mide el amperímetro. Éste se instala siempre en un circuito de
manera que por él circule toda la corriente, es decir, en serie. La corriente que se va a medir debe pasar
directamente por el amperímetro.
Para para medir corrientes continuas, hay que conectarlo de modo que la corriente: entre en la terminal
positiva del instrumento y salga en la terminal negativa.
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Idealmente, un amperímetro debe tener resistencia cero de manera que no altere la corriente que se va a medir.
Esta condición requiere que la resistencia del amperímetro sea pequeña
Se considera que la corriente fluye de la carga positiva a la negativa., ya que cualquier sistema continuo de
conductores, los electrones fluyen desde el punto de menor potencial hasta el punto de mayor potencial. Un
sistema de esa clase se denomina circuito eléctrico y la corriente que circula por un circuito se denomina
corriente continua (si fluye siempre en el mismo sentido) y corriente alterna (si fluye alternativamente en
uno u otro sentido)
.
Así, la corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo la ley de Ohm, según la cual, la cantidad de
corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza
electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Por lo que
permite relacionar la intensidad con la fuerza electromotriz. expresándose mediante la ecuación I = V/R, ,
siempre que la temperatura y demás condiciones físicas del conductor no varíen, y donde: I es la intensidad de
corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios.
Por tanto, como se ha señalado anteriormente, los circuitos que se van a montar, se debe colocar siempre el
amperímetro en serie, por tener una resistencia interna muy pequeña (la intensidad de la corriente
prácticamente no se altera). Y el voltímetro en paralelo dado que tiene una resistencia interna grande.
FUNDAMENTO TEORICO
El objetivo de esta práctica es la comprobación experimental del cumplimiento de la Ley de Ohm.
Si tenemos un conductor por el que circula una corriente I, en su interior existe un campo eléctrico que ejerce
una fuerza sobre las cargas libres. Como el campo eléctrico E tiene la dirección de la fuerza que actúa sobre
una carga positiva, y la dirección de la corriente I es la de un flujo de cargas positivas, la dirección de la
corriente coincide con la del campo eléctrico E. Si tomamos como referencia dos puntos a y b del conductor
separados entre sí por una distancia ðL y área de sección transversal A podemos establecer que, como el
campo eléctrico E está siempre dirigido desde las regiones de mayor potencial hacia las regiones de menor
potencial, el potencial en el punto a es mayor que en el punto b. Si el segmento de conductor de longitud ðL
comprendido entre los puntos a y b es lo suficientemente corto para despreciar cualquier variación del campo
eléctrico E a lo largo de la distancia ðL la diferencia de potencial V entre los puntos a y b es:
V = Va − Vb = E*ðL
OBJETIVOS
• Saber montar un circuito y situar correctamente el amperímetro y el voltímetro
• Saber Medir resistencias
• Poner en practica la ley de Ohm
DESARROLLO EXPERIMENTAL
MEDIDA DE INTENSIDAD Y VOLTAJE
En la primera parte de esta práctica montaremos un circuito de corriente continua con la ayuda de dos
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polímetros, que harán la función de voltímetro, amperímetro y ohmiómetro (en la 2ª parte de la práctica),
según se necesite.
• El Voltímetro nos medirá la diferencia de potencial entre las resistencias
• El Amperímetro mide la intensidad de la corriente
• El Ohmiómetro se utilizará mas adelante para medir resistencias
• Los reóstatos de resistencia conocida se emplean para controlar la corriente en los circuitos
electrónicos.
De esta forma conectamos el circuito formado por un amperímetro, un voltímetro, el reóstato (resistencia
variable) y la resistencia eléctrica (constante) a la fuente de alimentación, mediante los cables de conexión, y
obtenemos una figura tal como esta:
Al realizar los montajes, hay que tener cuidado con las polaridades de los instrumentos de medida.
La fuente de alimentación rectificará:
♦ la Amplitud, que pasará de 220 V a 12 V
♦ La corriente alterna a continua
Así, moviendo el cursor del reóstato, obtendremos los distintos valores (8) de I y de V, para la resolución del
objeto estudio.
V ( 0,01 V)
11,86
11,73
11,57
11,45
11,40
11,30
11,17
11,09
I ( 0,01 mA)
9,94
9,77
9,63
9,57
9,52
9,43
9,33
9,26
APLICANDO MÍNIMOS
CUADRADOS ORDINARIOS:
x
9,94
9,77
9,63
9,57
9,52
y
11,86
11,73
11,57
11,45
11,40
x
98,8036
95,4529
92,7369
91,5849
90,6304
y
140,6596
137,5929
133,8649
131,1025
129,96
xy
117,8884
114,6021
111,4191
109,5765
108,528
3
9,43
9,33
9,26
76,45
11,30
11,17
11,09
91,57
N
m
n
R
error
(m)
error
(n)
8
1,175
0,220
0,996
88,9249
87,0489
85,7476
730,93
127,69
124,7689
122,9881
1048,63
106,559
104,2161
102,6934
875,48
0,0289
0,2765
Para unos diferenciales de corriente de: 20 V y 20 mA constantes, a la que se le atribuyen los errores: 0,1, y
0,01 respectivamente, hallaremos las resistencias asociadas en este primer apartado. Para ello tomaremos
como referencia el error dado por la intensidad (0.01), ya que este es mas preciso, de este modo, tenemos que:
R = [1.1748 0.0289]
R= [1180 30]
MEDIDA DE RESISTENCIAS
En esta segunda parte de la práctica, mediremos resistencias con el ohmiómetro
La mayoría de las resistencias llevan indicado su valor mediante un código de color en bandas, donde cada
color equivale a una potencia de 10, dependiendo de su posición. La última banda puede ser dorada, plateada
(10%) o carecer de color: 20%. (En nuestro caso, siempre es dorada, por lo que se garantiza un 5% de su
valor), indicándose así la tolerancia del fabricante, para obtener el valor indicado de la resistencia.
R = x y 10
De esta forma, primero, medimos la resistencia del potenciómetro (resistencia con dos terminales fijos), y
posteriormente la del reóstato (resistencia variable), cuyos resultados, están en los anexos.
Potenciómetro
Reóstato
Siendo el código normalizado de colores:
−negro 0 −verde 5
−marrón 1 −azul 6
−rojo 2 −violeta 7
−naranja 3 −gris 8
4
−amarillo 4 −blanco 9
CONCLUSIONES
1.−El voltaje y la intensidad son directamente proporcionales, en la tabla, a medida que disminuíamos
el voltaje, obteníamos menor intensidad
2.−Como puede observarse, la resistencia obtenida en la primera parte de la práctica (R = 1180 30) es
similar a las obtenidas en la 2ª parte (ver resultados en el anexo: 1200 , )
BIBLIOGRAFIA
• Manual De Física Practica, Universidad de Valencia (1989)
• Física: electricidad, magnetismo y óptica (.Vol.).D.E.Roller y R.Blum. Ed. Reverte (1990)
• Apuntes en laboratorio
• Internet:
♦ Buscador google
♦ www.lafacu.com
ANEXOS
Diplomatura de Óptica y Optometría
10
FACULTAD DE FÍSICA
5