Guia - Lab Electricidad

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 1 – ELECTRICIDAD Y MAGNETISMOSEGURIDAD PERSONAL Y DE GRUPO, CUIDADO Y RECONOCIMIENTO DE

EQUIPOS

1.0 Objetivo1.1 Concientizar al estudiante experimentador acerca de las precauciones que

debe tomar en presencia de la energía eléctrica en salvaguarda de su integridad física y la de sus compañeros de grupo, así como la seguridad del material y equipo disponibles para futuras experiencias.

1.2 Reconocimiento de los equipos del laboratorio e instrumentos de mediciones.

2.0 Materiales y equipos a utilizarse2.1 01 Fuente de alimentación regulable 2.2 01 Multímetro analógico 2.3 01 Multímetro digital 2.4 01 Protoboard tipo regleta

3.0 Procedimiento3.1 Leer la Separata de Laboratorio N° 1 : Multímetros - Reglas de Seguridad -

Protoboard.3.2 Observar el instrumental disponible e identificar sus componentes de

manera comparativa con la separata.3.3 Comprender el uso de cada instrumento mediante la exposición teórica del

profesor responsable, quien usará ejercicios teóricos para reforzar el buen uso de los mismos.

3.4 Responder las preguntas de sondeo que planteará el profesor para verificar la comprensión del uso de los instrumentos.

4.0 Informe

CUESTIONARIO

SEGURIDAD EN LA PRÁCTICA DE LABORATORIO

1) ¿Cuál es el riesgo más común pero no el único?2) Diga usted ¿cuáles son los otros riesgos existentes?3) ¿Qué entiende por “choque eléctrico” y cómo puede ocurrir?4) ¿En qué medida la energía eléctrica hace daño al cuerpo?5) ¿Qué significa fibrilación ventricular?6) ¿Entre qué rangos de corriente se causa la muerte?7) ¿Entre qué rangos de corriente se produce quemaduras graves?8) ¿Por qué se dice que una tensión de sólo 40 voltios puede ser tanto o más

fatal que una de 5,000 voltios?9) Si alguna persona ha sido afectada por un choque eléctrico ¿Cómo podría

usted auxiliarla?10) Describa las reglas de seguridad que se debe tener.

Guía de Laboratorio de Electricidad y Magnetismo

1


MULTÍMETRO ANALÓGICO

1) Describa Ud. ¿Cuáles son las magnitudes eléctricas que mide el multímetro?1) ¿Qué significa VOM?2) ¿Cuántas posiciones tiene el selector de rangos y cuántas posiciones el selector de funciones? ¿Cuáles son?3) ¿En qué casos se utiliza el control ZERO OHMS?4) Describa que son puntas de prueba.5) Defina ¿Qué es el ohmímetro? ¿Cuántos rangos y cuántas escalas tiene?6) Defina ¿Qué es el voltímetro DC? ¿Cuántos rangos y cuántas escalas tiene?7) Defina ¿Qué es el voltímetro AC? ¿Cuántos rangos y cuántas escalas tiene?8) Defina ¿Qué es amperímetro DC? ¿Cuántos rangos y cuántas escalas tiene?9) ¿Puede Ud. tomar medidas de corriente alterna con el multímetro analógico

usado en su laboratorio?10) ¿Cuántos jacks tiene el multímetro analógico? Especificar cada uno de ellos11) Nombrar los rangos para medir voltajes que tiene el multímetro analógico.12) Nombrar los rangos para medir corrientes que tiene el multímetro analógico.13) Nombrar los rangos para medir resistencias que tiene el multímetro analógico.

MULTIMETRO DIGITAL

1) ¿Cuáles son las partes del multímetro digital?1) Cuando el multímetro pasa por defecto a autorango, ¿a qué se refiere?2) ¿Qué nos indica las letras OL en la pantalla?3) Mencione los pasos para seleccionar el modo de rango fijo (o manual).4) ¿Qué significa cuando el multímetro está en modo TOUCH HOLD?5) Mencione las informaciones que aparecen en la pantalla digital.6) ¿Qué muestra la gráfica de barras en la pantalla?7) Nombrar las funciones que figuran en el Selector de Funciones del multímetro Digital.

PROTOBOARD

1) ¿Cuál es la función esencial de los protoboards?1) ¿Cómo está diseñado el protoboard tipo regleta? Haga un gráfico simple de su distribución básica.2) ¿Cuáles son los implementos básicos para construir los experimentos en el

protoboard tipo regleta?3) ¿En qué parte del protoboard tipo regleta puede usarse los circuitos integrados?2) ¿Qué tipo de alambre se usa como conexión en los experimentos con el protoboard tipo regleta?


1


PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 2 – ELECTRICIDAD Y MAGNETISMOUSO DE LOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS

1.0 Objetivo1.1 Desarrollar en el estudiante, la habilidad necesaria en el uso y manejo de

los materiales, equipos e instrumentos utilizados para la realización de las prácticas.

1.2 Aprender la operación, uso y cuidados del multímetro como instrumento de medida.

1.3 Desarrollo de la habilidad para la medición directa de resistencias (R) y voltajes de corriente continua (VDC) y voltajes de corriente alterna (VAC).

2.0 Materiales y equipos a utilizarse2.1 01 Fuente de alimentación regulable2.2 01 Multímetro analógico2.3 01 Multímetro digital2.4 01 Protoboard tipo regleta2.5 04 Resistencias de diferentes valores 2.6 02 Resistencias de 10 KW 2.7 01 Transformador 220VAC / 36VAC

2.8 02 Cables banana - cocodrilo

3.0 Procedimiento

USO DEL MULTÍMETRO COMO OHMÍMETRO

3.1 Utilizando el Código de Colores, determine el valor nominal de cada una de las 4 resistencias de diferentes valores proporcionadas y anote su valor y la tolerancia en la Tabla I (no usar en esta tabla las resistencias de 10 KW ). Calcular la Resistencia mínima y la Resistencia máxima para cada resistencia.

3.2 Prepare el multímetro analógico para su operación como Ohmímetro, girando el Selector de Rango a la posición adecuada para la medición de resistencias. Mida el valor (real) de cada resistencia, eligiendo cada vez, el rango más conveniente para la medición. Anote su lectura en la Tabla I.

No olvidar de calibrar el Ohmímetro antes de cada medición de Resistencia.

3.3 Repita las mediciones, utilizando esta vez el multímetro digital. Anote su lectura en la Tabla I.

3.4 Determinar el estado de la Resistencia.


1


T A B L A I

SEGÚN CÓDIGO DE COLORESMEDICIÓN CON MULTÍMETRO

Rmín Rmáx EstadoBanda

1Banda

2Banda

3Banda

4Valor de R T(%) Analógico Digital

EjmVERDE

5ROJO

2AZUL

6

DORADO

5 %52 MΩ ± 2.6

MΩ 54.2 MΩ 53.1 MΩ 49.4 MΩ

54.6 MΩ OK

R1

R2

R3

R4

CÓDIGO DE COLORES DE RESISTENCIAS

TABLA DEL CÓDIGO DE COLORES DE LAS RESISTENCIAS

COLOR DELA BANDA

1er NÚMERO 2do NÚMERO MULTIPLICADOR TOLERANCIA

Negro - 0 100 -Marrón 1 1 101 ± 1%Rojo 2 2 102 ± 2%Naranja 3 3 103 ± 3%Amarillo 4 4 104 ± 4%Verde 5 5 105 ± 0.5%Azul 6 6 106 ± 0.25%Violeta 7 7 107 ± 0.10%Gris 8 8 108 ± 0.05%Blanco 9 9 109 -Dorado - - 10-1 ± 5%Plateado - - 10-2 ± 10%Incoloro - - - ± 20%


1° NÚMERO

2° NÚMERO

TOLERANCIAMULTIPLICADOR

ROJO

VERDEAMARILLO

INCOLORO

1


25 x 104 = 250,000 Ω ± 20%= 250 KΩ ± 20%

Nota: La lectura se efectuara de izquierda a derecha. El primer número corresponde a la banda más cercana a uno de los extremos de resistencia. La tolerancia en el valor de la resistencia es el porcentaje de variación, hacia arriba o hacia abajo, del valor nominal de la misma. Esta tolerancia es propia del proceso de fabricación.

USO DEL MULTÍMETRO COMO VOLTÍMETRO DE CONTINUA (DC)

3.5 Prepare el multímetro analógico para medir voltaje de continua, girando el Selector de Rangos a las posiciones indicadas en la Tabla II.

3.6 Arme el circuito de la figura adjunta. Verifique antes de conectar la fuente al circuito, que el voltaje de salida entre los terminales de la misma sea de 9 Voltios

3.7 Mida el voltaje entre los puntos indicados en la Tabla II. Anote sus lecturas.3.8 Permute la posición de las puntas de prueba sólo para una de las

mediciones anteriores. Anote lo que observa.3.9 Repita las mediciones anteriores utilizando el multímetro digital. No olvide

permutar las puntas de prueba sólo para una de las mediciones y anotar lo observado.

3.10 Tome note de las diferencias en el uso del multímetro digital comparado con el analógico.

T A B L A I I

VOLTAJE MEDIDO

MULTÍMETRO ANALÓGICO MULTÍMETRO DIGITALRANGO 50 V RANGO 25 V RANGO 10 V

V12

V23

V13

USO DEL MULTÍMETRO COMO VOLTÍMETRO DE ALTERNA (AC).


9V 1 2 3

10KΩ 10KΩ

1


3.11 Prepare el multímetro analógico para operar como voltímetro de alterna (AC Volts Only), girando tanto el Selector de Función como el Selector de Rangos a las posiciones indicadas en la Tabla III.

3.12 Conecte el transformador e identifique los terminales de conexión, tal como se muestra en la figura adjunta.

3.13 Mida los voltajes en los diferentes terminales del transformador. Mantenga una de las puntas de prueba del multímetro en el terminal “0”. Anote sus lecturas en la Tabla III.

3.14 Utilizando los rangos indicados, y con el multímetro analógico, mida los voltajes en los diferentes terminales del transformador. Mantenga una de las puntas de prueba del multímetro en el terminal “0”. Anote sus lecturas en la Tabla III.

T A B L A I I I

VOLTAJE NOMINAL

MULTÍMETRO ANALÓGICO MULTÍMETRO DIGITALRANGO 250 V RANGO 50 V RANGO 25 V

0 – 6 V

0 – 9 V

0 – 12 V

0 – 18 V

0 – 24 V

0 – 36 V

3.15 Permute la posición de las puntas de prueba sólo para una de las mediciones anteriores. Anote lo que observa.

3.16 Repita las mediciones anteriores utilizando el multímetro digital. No olvide permutar las puntas de prueba sólo para una de las mediciones y anotar lo observado.

Informe


220V

36V

0V

1


CUESTIONARIO

1. Describa el instrumento de D´Arsonval o de bobina móvil.2. Explique el principio de funcionamiento del multímetro analógico, como voltímetro,

amperímetro y ohmímetro, basándose en el instrumento de D´Arsonval.3. Esquematice un circuito donde se aprecie la conexión en forma correcta de un

voltímetro y un amperímetro. Haga otro donde se aprecie formas incorrectas.4. Esquematice un circuito donde se aprecie la conexión en forma correcta de un

ohmímetro. Haga otro donde se aprecie formas incorrectas.5. ¿Cuál es la diferencia entre un circuito pasivo y un circuito activo?6. Cuando una resistencia forma parte de un circuito activo y se quiere medir su valor

¿qué debemos hacer en el circuito antes de realizar la medición?7. Una resistencia debe medir según el código de colores 2300 ohms, el cuarto color

es dorado. Cuando se mide con el ohmímetro digital se obtiene 2400 ohms y cuando se mide con el ohmímetro analógico se obtiene 2480 ohms. ¿En qué estado se encuentra la resistencia?

8. Según el código de colores una resistencia debe medir 33 ohms, pero al medirla con el ohmímetro mide 39 ohms ¿Cuál debe ser el color que indique su tolerancia?

9. Qué es el transformador y cuáles son sus partes constructivas?10. Se quiere verificar el voltaje de una batería de automóvil de 12 VDC, con el

multímetro analógico de su laboratorio. A) ¿En qué posición debe estar la perilla de ajuste de funciones?, B) ¿En que posición debe estar el selector de rangos para lograr la medición correcta?

11. Se desea verificar el voltaje de salida de un transformador de 220 / 36 VAC, con el multímetro analógico de su laboratorio. A) ¿En qué posición debe estar la perilla de ajuste de funciones?, B) ¿En qué posición debe estar el selector de rangos para lograr la medición correcta?

12. Si un voltímetro tienes 3 rangos para medir voltaje: 30V, 40V y 60V, pero una sola escala graduada de 0 a 12 sobre la que se tomará la lectura. ¿Cuál será el valor medido en los casos siguientes? A) la aguja señala 3 cuando el rango es 30V, b) la aguja señala 6 cuando el rango es 40V y c) la aguja señala 5 en el rango de 60V.

PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 3 – ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO


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CARGA Y DESCARGA DE LOS CONDENSADORES

1.0 Objetivo1.1 Efectuar pruebas que permitan diagnosticar el estado de los condensadores.1.2 Estudio de la variación del voltaje y la corriente durante el proceso de carga y

descarga de un condensador.1.3 Estudio sobre los voltajes establecidos en un circuito en serie con

condensadores.

2.0 Materiales y equipos a utilizarse2.1 01 Fuente de alimentación regulable DC 2.2 01 Multímetro analógico 2.3 01 Multímetro digital 2.4 01 Condensador electrolítico 2,200 F – 16V2.5 01 Condensador electrolítico 1,000 F – 16V2.6 01 Resistencia de 10 KW2.7 01 Protoboard tipo regleta2.8 06 Cables de conexión calibre 22 (aprox. 10 cm c/u)2.9 02 Cables banana - cocodrilo.2.10 Un cronómetro (reloj)

3.0 Procedimiento

PRUEBA DE CONDENSADORES

Use el multímetro analógico en la función de Ohmímetro y coloque el Selector de Rangos a la posición R x 100. Esta escala es la adecuada para comprobar el estado del condensador proporcionado.

Conecte el condensador según la FIG. 1 (a). Al conectar las puntas de prueba con el condensador, la aguja del multímetro debe deflexionar rápidamente hacia cero y luego retornar lentamente a su posición de reposo (infinito). Esta prueba se realiza cambiando alternativamente la polaridad del condensador conectado al multímetro FIG. 1 (b).

Los posibles resultados y el diagnóstico respectivo sobre el estado del condensador son los siguientes:

Si la aguja se mantiene en reposo (no se mueve), entonces el condensador está abierto y debe ser reemplazado.

Si la aguja se detiene durante la deflexión, entonces el condensador presenta fugas y debe ser reemplazado.

Si la aguja se mantiene en cero, entonces el condensador está cortocircuitado y debe ser reemplazado.


1


VARIACIÓN DEL VOLTAJE EN EL CONDENSADOR DURANTE SU CARGA Y DESCARGA

¡Precaución! : Antes de encender la fuente regulada de DC, para energizar un circuito, verifique que el voltaje de salida sea cero (perilla izquierda girada totalmente en sentido antihorario)

3.1 Arme el circuito de la FIG. 2 Regule la salida de la fuente a 10 V y conecte.Tome nota de la lectura en el amperímetro.

3.2 Conecte el condensador COMPLETAMENTE DESCARGADO (hacer un contacto entre sus bornes) en el circuito anterior, según la disposición mostrada en la FIG. 3.Tenga presente la polaridad del condensador para evitar destruirlo. Deje suelto el cable conector y encienda la fuente.


C C

Figura 1(a) Figura 1(b)

Amperímetro DCFuente

10KΩ

I = __________ mA

FIG.2

10KΩ

Cable Conector

10V

Fuente

b

a

C=2,200µF

Voltímetro Digital DC

FIG.3

1


3.3 CARGA: Conecte un extremo del cable conector al punto “a” y observe el voltímetro, tomando nota de su lectura cada 10 segundos (TABLA 1). Luego de 120 segundos, no desconecte el circuito aún, sino siga controlando el tiempo hasta que el condensador se cargue totalmente (tTotal de carga), es decir, hasta que su voltaje tome su valor máximo (10V). Si en 5 minutos no llega a 10V, considerar que alcanzó su carga total y anotar el valor alcanzado en ese tiempo.

T A B L A IVARIACIÓN DEL VOLTAJE DEL CONDENSADOR DURANTE SU CARGA

t (seg) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120tTotal

=Vc

(lectura 1)Vc

(lectura 2)Vc

(promedio)

3.4 Retire el cable conector del punto “a”. Tome nota de lo que indica el voltímetro.

3.5 DESCARGA: Con el condensador ya cargado totalmente, conecte el extremo del cable conector al punto “b” y observe el voltímetro, tomando nota de su lectura cada 10 segundos (TABLA II). Luego de 120 segundos, no desconecte el circuito aún, sino siga controlando el tiempo hasta que el condensador se descargue totalmente (tTotal de descarga), es decir, hasta que su voltaje tome su valor mínimo (0V).

T A B L A I IVARIACIÓN DEL VOLTAJE DEL CONDENSADOR DURANTE SU DESCARGA

t (seg) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120tTotal

=Vc

(lectura 1)Vc

(lectura 2)Vc

(promedio)

* Teóricamente: tTotal de carga = tTotal de descarga.

3.6 Trazar las curvas características de voltaje en función del tiempo para la carga y descarga del condensador (usar para el voltaje los valores promedio de las tablas I y II respectivamente).

CORRIENTE DURANTE LA CARGA Y DESCARGA DEL CONDENSADOR


1


3.7 Arme el circuito de la FIG. 4 . Asegúrese que el condensador se halla completamente descargado. No conecte el cable conector.

3.8 CARGA: Conecte un extremo del cable conector al punto “a” y observe el amperímetro, tomando nota de su lectura cada 10 segundos (TABLA III). No desconecte el circuito aún, hasta que el condensador se cargue totalmente, es decir, tTotal segundos.

T A B L A I I IVARIACIÓN DE LA CORRIENTE DEL CONDENSADOR DURANTE SU CARGA

t (seg) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120tTotal

=Ic

(lectura 1)Ic

(lectura 2)Ic

(promedio)

3.9 DESCARGA: Con el condensador ya cargado totalmente, conecte el extremo del cable conector al punto “b” y observe el amperímetro, tomando nota de su lectura cada 10 segundos (TABLA IV).

T A B L A I VVARIACIÓN DE LA CORRIENTE DEL CONDENSADOR DURANTE SU DESCARGA

t (seg) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120tTotal

=Ic

(lectura 1)Ic

(lectura 2)Ic

(promedio)

3.10 Trazar las curvas características de corriente en función del tiempo para la carga y descarga del condensador (usar para la corriente los valores promedios de las tablas III y IV respectivamente).


10KΩ

Cable Conector

10V

Fuente

C=2,200µF

Amperímetro Digital DC

FIG.4

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VOLTAJES EN UN CIRCUITO SERIE CON CONDENSADORES

3.11 Arme el circuito mostrado en la FIG. 5, descargando previamente los condensadores, y encienda la fuente.

3.12 Utilizando el voltímetro digital observe como varían los voltajes en los condensadores y la resistencia, ¿cuál crece y cuál decrece?.

3.13 Tome nota de los voltajes establecidos finalmente en la resistencia y los condensadores.

3.14 ¿Qué relación observa entre los voltajes establecidos en los condensadores y sus capacidades?. Explicar teóricamente.

4.0 Informe

CUESTIONARIO


TAB L A V

Vresistencia

VC1

VC2

Vfuente

10KΩ10V

Fuente

C1=2,200µF

C2=1,000µF

1


13. Defina que es un condensador y explique cómo está constituido.14. Describa un como está construido un condensador electrolítico y cuales son sus

usos.15. Qué parámetros se debe especificar cuando se desea comprar un condensador?16. Se puede hacer la prueba de un condensador con el ohmiómetro digital? Cómo?17. En su experimento, qué función cumple el resistor de 10 KW colocado en el circuito

de carga del condensador? 18. Cómo podría hacer para que la carga del condensador de 2200 F sea más lenta?

O más rápida?19. Calcule teóricamente el voltaje en su condensador en el instante t = 40 s y

compárelo con el valor obtenido en su tabla I.20. Con los valores de voltaje en el condensador de su tabla I deduzca una tabla igual

para los voltajes en la resistencia y grafique la curva VR vs t.21. Calcule el tiempo de carga del condensador de su circuito y compárelo con el

tomado de su experimento.22. En la práctica, le resultó igual el tiempo de carga al tiempo de descarga? A qué se

debe esto?23. Con los datos de la tabla V calcule la carga almacenada en cada uno de los

condensadores, ¿qué puede concluir respecto de la carga en condensadores conectados en serie?

PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 5 – ELECTRICIDAD Y MAGNETISMOANÁLISIS DE CIRCUITOS RESISTIVOS – LEYES DE KIRCHOFF


1

R1=470Ω R2=470Ω

R3=1KΩ


1.0 Objetivo1.1 Efectuar conexiones de resistencias en serie y en paralelo.1.2 Revisar experimentalmente el concepto de resistencia equivalente.1.3 Verificación experimental de las Leyes de Kirchoff.1.4 Comparación de los métodos teórico, directo e indirecto para hallar la

resistencia equivalente de conexiones combinadas de resistencias.

2.0 Materiales y equipos a utilizarse2.1 01 Fuente de alimentación regulable2.2 01 Multímetro analógico2.3 01 Multímetro digital2.4 02 Resistencia 470 W 2.5 02 Resistencia 1KW2.6 01 Resistencia 10 KW2.7 01 Resistencia 4.7 KW 2.8 01 Protoboard tipo regleta2.9 01 Caja de cables de conexión2.10 02 Cables banana - cocodrilo.

3.0 Procedimiento

CONEXIÓN DE RESISTENCIAS EN SERIE3.1 Verificar el valor Nominal de cada una de las resistencias proporcionadas,

utilizando el Código de Colores. Luego con el multímetro digital, mida el valor real de cada una de ellas.

RESISTENCIA R1 R2 R3 R4 R5 R6

Valor Nominal

Valor Real (medido)

3.2 Arme el circuito resistivo de la FIG. 1:

3.3 MÉTODO TEÓRICO: Usando los valores reales (medidos), determine en forma teórica, el valor de la resistencia equivalente entre los puntos a y f de la FIG. 1.

Req (teórico) = ___________________

3.4 MÉTODO DIRECTO: Sin conectar la fuente y utilizando el multímetro digital, mida la resistencia equivalente entre los puntos a y f de la FIG. 1.


R5=10KΩ R4=1KΩ

FIG. 1a b

f e

c

d

1

R1=470Ω R2=470Ω

R3=1KΩ

Amperímetro Analógico (Rango: 1mA)Fuente

10V


Req (directo) = ___________________

3.5 MÉTODO INDIRECTO: Complete el circuito, conectando la fuente y el amperímetro analógico (rango de 1mA) según la FIG. 2. Regule la salida de la fuente a 10 Voltios y tome nota de la corriente indicada por el amperímetro. Con esos datos determine la resistencia equivalente entre los puntos a y f.

3.6 Compare los valores obtenidos de Req: Teórico, directo e indirecto. ¿Qué observa ?. Explicar.

3.7 Mida el voltaje en los extremos de cada una de las resistencias.

Vfuente VR1 VR2 VR3 VR4 VR5

3.8 Diga si se cumple la Ley de Kirchoff para Voltaje en las resistencias en serie según la Tabla anterior. Explicar.

CONEXIÓN DE RESISTENCIAS EN PARALELO.

3.9 Arme el circuito de la FIG. 3.

3.10 MÉTODO TEÓRICO: Usando los valores reales (medidos), determine en forma teórica, el valor de la resistencia equivalente entre los puntos a y f de la FIG. 3.


Va-f (V)

I (mA)

Req (indirecto) = Va-f / I (KW)

R5=10KΩ R4=1KΩ

FIG. 2

a b

f e

c

d

FIG. 3

R64,7K

R4 1K

R3 1K

R2470Ω

R1470Ω

a

b

1

Amperímetro Analógico (Rango: 100mA)

Fuente

10V


Req (teórico) = ___________________

3.11 MÉTODO DIRECTO: Sin conectar la fuente y utilizando el multímetro digital, mida la resistencia equivalente entre los puntos a y f de la FIG. 1.

Req (directo) = ___________________

3.12 MÉTODO INDIRECTO: Complete el circuito, conectando la fuente y el amperímetro analógico (rango de 100 mA) según la FIG. 4. Regule la salida de la fuente a 10 Voltios y tome nota de la corriente indicada por el amperímetro. Con estos datos determine la resistencia equivalente entre los puntos a y b.


3.14 Mida la corriente que circula por cada una de las resistencias. (Recuerde que el amperímetro se conecta en serie respetando la polaridad del circuito para DC).

I Total IR1 IR2 IR3 IR4 IR6

3.15 Diga si se cumple la Ley de Kirchoff para corriente en las resistencias en paralelo según la tabla anterior. Explicar.

CONEXIÓN DE RESISTENCIAS SERIE – PARALELO

3.16 Arme el circuito de la FIG. 5.


Va-b (V)

I (mA)

Req (indirecto) = Va-b / I (KW)

FIG. 4

FIG. 5

R1470Ω

R2= 470Ω

R3= 1KΩ

R4= 4,7KΩ

R5= 1KΩ

R6= 10KΩ

a b c d

R64,7K

R4 1K

R3 1K

R2470Ω

R1470Ω

a

b

1


3.17 MÉTODO TEÓRICO: Usando los valores reales (medidos), determine en forma teórica, el valor de la resistencia equivalente entre los puntos a y d, de la FIG. 5.

Req (teórico) = ___________________

3.18 MÉTODO DIRECTO: Sin conectar la fuente y utilizando el multímetro digital, mida la resistencia equivalente entre los puntos a y d, de la FIG. 5.

Req (directo) = ___________________

3.19 MÉTODO INDIRECTO: Complete el circuito, conectando la fuente y el amperímetro analógico (rango de 10 mA) según la FIG. 6 Regule la salida de la fuente a 10 Voltios y tome nota de la corriente indicada por el amperímetro. Con estos datos determine la resistencia equivalente entre los puntos a y d.


3.21 Con la fuente conectada, mida la corriente total que entrega la fuente y las corrientes en cada una de las resistencias indicadas en el cuadro adjunto. Compruebe el cumplimiento de la 1ra. Ley de Kirchoff (de Corrientes o nodos).


Va-d (V)

I total (mA)

Req (indirecto) = Va-d / I (KW)

R1470Ω

R2= 470Ω

R3= 1KΩ

R6= 4,7KΩ

R4= 1KΩ

R5= 10KΩ

a b c d

FIG. 6

Amperímetro Analógico (Rango: 10mA)Fuente

10V

1


Nodo b Nodo c

I total IR2 IR3 IR6 IR4 IR5

3.22 Mida el voltaje (o diferencia de potencial) entre los puntos indicados en el cuadro adjunto. Compruebe el cumplimiento de la 2da. Ley de Kirchoff (de Voltajes o mallas).

Vfuente Va-b Vb-c Vc-d

4.0 Informe

CUESTIONARIO N° 4

24. Esquematice el protoboard regleta y represente el circuito de la figura 1 ubicando y representando adecuadamente las resistencias y alambres conectores.

25. Con los valores de tolerancias de c/u de las resistencias calcule el porcentaje de error o tolerancia de la Resistencia equivalente hallada teóricamente de su conexión en serie. ¿ Está el valor de su resistencia equivalente hallada por el método directo y método indirecto dentro de esta tolerancia?


27. Con los valores de tolerancias de c/u de las resistencias calcule el porcentaje de error o tolerancia de la Resistencia equivalente hallada teóricamente de su conexión en paralelo. ¿ Está el valor de su resistencia equivalente hallada por el método directo y método indirecto dentro de esta tolerancia?


29. Esquematice el protoboard regleta y represente el circuito de la figura 3 ubicando y representando adecuadamente las resistencias y alambres conectores pero con el amperímetro dispuesto para medir IR3.

30. En que principio de conservación se basa c/u de la leyes de kirchoff?31. Defina que es un nodo, muestre un ejemplo gráfico.32. Defina que es una malla , muestre un ejemplo gráfico.33. ¿Cuál es el valor de la resistencia interna de un voltímetro ideal?¿por qué?¿Y

cómo es el valor de la resistencia interna del voltímetro real?34. ¿Cuál es el valor de la resistencia interna de un amperímetro ideal?¿por qué?¿Y

cómo es el valor de la resistencia interna del amperímetro real?35. Si tiene un circuito de resistencias, identificadas con código de colores, además

cuenta con un voltímetro, un amperímetro y un ohmímetro, todos de alta precisión, ¿cuál de los tres métodos conocidos utilizaría para hallar la resistencia equivalente? ¿por qué?


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PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 5 – ELECTRICIDAD Y MAGNETISMOMAGNETISMO E INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

1.0 Objetivo

1.1 Observación de líneas de fuerza de campo magnético de imanes permanentes.1.2 Reconocimiento y verificación de la relación existente entre corrientes

eléctricas y la generación de campos magnéticos.1.3 Verificación del fenómeno de inducción electromagnética.

2.0 Materiales y equipos a utilizarse

4.1 01 Fuente de alimentación regulable “BK PRECISION” 1670A4.2 01 Multímetro analógico “SIMPSON” 2602.1 01 Multímetro digital “TECH” TM - 107 2.2 02 Imanes permanentes 2.3 01 Protoboard Leybold2.4 02 pliegos de Cartulinas A-4.2.5 01 caja con Limaduras de hierro.2.6 01 Bobina Leybold2.7 01 Bloque de hierro.2.8 02 Cables banana - cocodrilo.

3.0 Procedimiento

3.1 Verifique las perforaciones en las cartulinas de acuerdo a lo indicado en la FIG. 1 Las dimensiones se dan en mm.

3.2 Coloque uno de los imanes en la ranura correspondiente de la cartulina 1(a). Espolvoree las limaduras de hierro alrededor del imán y golpee ligeramente la cartulina (Ver FIG. 2).

Observe y grafique las líneas de fuerza del campo magnético del imán.

3.3 Coloque los dos imanes, frente a frente, en las ranuras hechas en la cartulina 1(a)

Observe y grafique las líneas de fuerza del campo magnético resultante. Verifique que las cargas enfrentadas correspondan a polos iguales o

diferentes.


44 40

4050

FIG.1

1


Invierta la cara de uno de los imanes y obtenga nuevamente las líneas de fuerza del campo magnético resultante. ¿ Qué diferencias observa respecto al campo obtenido anteriormente?

CAMPO MAGNÉTICO DE UNA BOBINA RECORRIDA POR UNA CORRIENTE CONTINUA (ELECTROIMÁN)

3.4 Grafique en forma esquemática el sentido de arrollamiento de la bobina que le ha sido proporcionada.

3.5 Conecte la fuente y el amperímetro digital según se muestra en la FIG.3.

3.6 Encienda la fuente y regule el voltaje de salida hasta obtener una intensidad de 0.25 A en el amperímetro. Luego, instale la cartulina 1(b) sobre la bobina y espolvoree limadura de hierro alrededor de la misma. ¿Qué observa?.

3.7 Repita el procedimiento anterior, colocando en el centro de la bobina la barra de hierro.


I

Amperímetro Digital

FIG.3

1


3.8 Regule el voltaje de salida de la fuente de modo de obtener una corriente de 0.5 A en el amperímetro. Repita el procedimiento 3.6 y 3.7.

Determine la polaridad del electroimán. Explique el método aplicado. Determine la polaridad de uno de los imanes permanentes acercándolo al

electroimán y esparciendo limadura de hierro entre los polos enfrentados. Identifique el norte y marquelo.

Intercambie entre sí los cables conectados a la fuente. Verifique ahora la polaridad del electroimán enfrentándolo al polo identificado del imán permanente. Anote su observación.

Estando la barra de hierro colocada en la bobina y la limadura de hierro sobre la cartulina, apague la fuente. Anote lo que observa.

¿Puede establecer alguna relación entre la magnitud de la corriente y la intensidad del campo magnético?

¿Qué observaciones puede hacer respecto al campo magnético con barra y sin barra de hierro?

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

3.9 Conecte la bobina y el multímetro analógico según se muestra en la FIG. 4. Coloque el selector del instrumento en la escala más pequeña para medir corriente

3.10 Acerque el imán hacia la bobina desde diferentes direcciones.

Observa alguna deflexión de la aguja en el instrumento? ¿Qué le indica este hecho?

¿En qué dirección de acercamiento obtiene mayor deflexión? Invierta el polo del imán y repita ¿qué observa con respecto de la deflexión

de la aguja?


Multimetro Analógico

FIG.4

1


3.11 Acerque el imán hacia la bobina siguiendo la dirección del eje de esta última. Realice dicho acercamiento primero lentamente y luego rápidamente. Haga sus observaciones.

3.12 Instale ahora la barra de hierro como núcleo de la bobina y repita el procedimiento anterior.

Según la experiencia realizada, ¿ De qué parámetros depende la deflexión de la aguja (corriente inducida) ?

Si el imán permanente permanece fijo frente a la bobina, ¿ se induce corriente eléctrica ?

¿De qué manera puede relacionar esta parte de la experiencia con el experimento realizado previamente con el electroimán?

3.13 Tomando en cuenta la FIG. 5 y el circuito anterior, verificar la polaridad del imán permanente. ¿Se verifica el norte identificado previamente?

4.0 Informe

CUESTIONARIO N° 6

1. Defina los siguientes conceptos:MagnetismoCampo magnéticoImánElectroimánMaterial ferromagnéticoPermeabilidad magnéticaInducción magnéticaIntensidad de campo magnético

2. Cómo se explica el origen magnético de la materia?

3. Qué tipos de materiales ferromagnéticos se emplean en la construcción de imanes permanentes?

4. Explique mediante un gráfico como aplicó la regla de la mano derecha para determinar la polaridad magnética del electroimán en su experimento. Dibuje esquemáticamente la bobina de modo que se pueda apreciar el sentido de arrollamiento.


FIG. 5

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i i ii

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5. Cómo pudo determinar la polaridad de los imanes permanentes?

6. Dibuje su circuito utilizado para verificar el fenómeno de Inducción Electromagnética, en el preciso instante en que el imán se está alejando con su polo norte hacia la bobina, e indique la polaridad de la tensión inducida, sentido de la corriente inducida y la deflexión de la aguja del amperímetro.

7. Cómo comprobó experimentalmente la Ley de Faraday?. Explique.

8. Cómo comprobó experimentalmente la Ley de Lenz?. Explique.9. Qué aplicaciones tienen los electroimanes?10. Qué aplicaciones tiene el principio de inducción electromagnética?11. Cuál es la diferencia entre inducción magnética e inducción electromagnética?


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