Laboratorio de Física II - Experiencia 2 - Manejo de Instrumentos Electricos

8/10/2019 Laboratorio de Fsica II - Experiencia 2 - Manejo de Instrumentos Electricos

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELECTRNICA

Fsica II Manejo de Instrumentos Elctricos 1

MANEJO DE INSTRUMENTOS ELCTRICOSI. OBJETIVOS

Conocer y manejar instrumentos de medicin elementales, tanto analgicos comodigitales hasta familiarizarnos con su uso. Para introducirnos en el estudio decircuitos elctricos elementales.

II. EXPERIMENTOA. MODELO FSICO

Materiales e instrumentos electrnicos utilizados en la Experiencia N 2

Fuente de AlimentacinEs un dispositivo que puedeconvertir la corriente alterna enalterna o continua, gradundolasegn su rango de trabajo y aconveniencia de quien lo use paraproveer de voltaje necesario paraque un circuito pueda funcionar. Sinuna fuente los circuitos simplementeno encenderan.

AmpermetroEs un dispositivo que mide la intensidadde corriente (A) que circula por uncircuito, cuando usemos esteinstrumento para medir corrientescontinuas, debemos asegurarnos de quela corriente entre en la terminal positiva

del instrumento y salga en la terminalnegativa.

VoltmetroEste dispositivo nos permite medirla diferencia de potencial entre dospuntos en un circuito, colocndoseen paralelo a dichos puntos. Poseeen su interior una resistencia alta

para que no se produzca unconsumo del voltaje y as la lecturasea lo menos errnea posible.

Experiencia N 2

Figura 1: Fuente de alimentacin


Figura 3: Voltmetro


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ResistenciaEs la oposicin al paso decorriente en un circuito,atenuando o deteniendo porcompleto el paso de la misma.Cualquier dispositivo oconsumidor conectado alcircuito representa directa oindirectamente una resistenciaal paso de corriente.

CondensadorTambin llamado capacitor es undispositivo pasivo ya que su roles el de almacenar carga elctricaal momento de encender el circuitoy que descarga cuando se apagael mismo. Sirve tambin paracorregir el factor de potencia.

RestatoEste dispositivo permite variar suresistencia a disposicin del usoque se requiera en el circuito,mediante la posicin de algnelemento mecnico dentro delmismo. Tiene un funcionamientosimilar a una resistencia.

MultitesterEs el instrumento de medicin mscompleto y con ello el msimportante en el uso de laelectrnica. Este incluye dentro desi los principales instrumentos demedicin electrnica, lograndomostrar sus mediciones de

manera analgica o digital,cambiando entre dispositivos consolo girar una perilla.

Figura 4: Resistencia

Figura 5: Condensador

Figura 6: Reostato

Figura 7: Multitester


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B. DISEO

C. MATERIALES

R1

10

+ 8 8 . 8

V o

l t s

+88.8

Amps

B1

1.5V

R1

30

+ 8 8 . 8

V o

l t s

+88.8

Amps

B1

1.5V

Figura 8: 1 medicin con 10 Ohm Figura 9: 2 medicin con 30 Ohm

Figura 10: Resistencias

Figura 12: Reostato


Figura 13: Voltmetro


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D. RANGO DE TRABAJO Fuente de alimentacin: 1.5 V 15 V. Resistencia: 0 57 . Voltmetro: 0 V 6 V. Ampermetro: 0 A 6 A

E. VARIABLES INDEPENDIENTESEn este caso sern la buena calibracin de nuestro ampermetro, voltmetro,multitester, fuente de alimentacin y las diferentes resistencias que vayamos amedir con nuestro multitester.

F. VARIABLES DEPENDIENTESPara esta experiencia las variables dependientes sern las lecturas queobtengamos del ampermetro y voltmetro, usados en el circuito que armamos. Adems ser tambin la variable dependiente las lecturas obtenidas de cadaresistencia en el multitester.

G. PROCEDIMIENTOCalibracin de instrumentos y armado de circuito.1. Ajustar bien las agujas, tanto del voltmetro y ampermetro.2. Medir bien el voltaje que queremos que la fuente emita.3. Realizados ya los pasos anteriores procedemos a armar el circuito mostrado

en la figura 8 y 9.Ejecucin4. Una vez armado el circuito con el restato marcado en 10 Ohm, procedemos a

leer y anotar los valores que indican tanto el ampermetro como el voltmetro,utilizando los selectores de escala indicados. Luego, para la misma resistenciay fuente de voltaje; anotar estos valores medidos en la Tabla N 2.

5. Ahora marcamos el restato en 30 Ohm y repetimos lo dems del paso 4, peroanotando los resultados en la Tabla N 3.

Figura 14: Ampermetro Figura 15: Multitester


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H. DATOS DIRECTOS E INDIRECTOS

Mediciones directas

Colores Valor terico Medicin

Res1 Marrn-negro-marrn-dorado 100 5% 98

Res2 rojo-rojo-marrn-dorado 220 5% 217

Res3 Naranja-naranja-morado-dorado 330 5% 328

Res4 Naranja-blanco-marrn-dorado 320 5% 321

Res5 Verde-azul-marrn-plateado 560 10% 558

Res6 Azul-gris-marrn-plateado 680 5% 670

Res7 Morado-verde-marrn-dorado 150 5% 154

Res8 Gris-rojo-marrn-dorado 820 5% 816

Res9 Blanco-marrn-marrn-dorado 910 5% 909

Res10 Marrn-negro-rojo-dorado 1K 5% 989

R1 = 10 Ohms fcc1 = 1.5 Voltios

ESCALA 1 2 3 PROMEDIOVoltios 6 : 0,6 3 : 0,6 3 : 0,6 0.60

Intensidad 0,6 : 0,01 0,6 : 0,01 1,2 : 0 0.67

Figura 16: Circuito armado

Tabla N 1:

Tabla N 2


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R2 = 30 Ohms fcc1 = 1.5 Voltios

ESCALA 1 2 3 PROMEDIO

Voltios 6 : 1,4 3 : 1,4 3 : 1,4 1,4Intensidad 0,6 : 0,01 0,6 : 0,01 1,2 : 0 0.0067

Mediciones indirectas

I. CUESTIONARIO1. Qu fuentes de error han afectado sus resultados? Clasificarlos.

Segn sus causas tenemos:Errores de paralaje.- Ejemplo de estos errores son las mediciones tomadasmirando desde cualquier punto hacia la aguja de un instrumento analgico, ya queesta al no estar pegada y tener cierta distancia del nmero que marca, visto desdecualquier punto tiende a marca diferentes medidas. La solucin a esto es lacolocacin de un espejo debajo de la aguja, el cual permite ver la marca exactaque produce la sombra perpendicular de la aguja.Errores estadsticos o aleatorios.- Estos son producidos al azar, se deben acausas mltiples y fortuitas.

Errores espurios o ilegtimos.- Son los que cometemos por equivocacin odescuido, un ejemplo de ello sera la colocacin de un dato errneo en losclculos.

2. Por qu debe conectarse un voltmetro en paralelo a una porcin delcircuito cuya diferencia de potencial se desea medir?Porque la resistencia interna del voltmetro es muy grande y no permite unconsumo apreciable. Con esto se obtiene una medicin menos errnea.

3. Por qu debe conectarse un ampermetro en serie a un circuito?Porque el valor de la resistencia interna del ampermetro es muy pequea, por ellola mayor parte de la corriente circula por la resistencia a colocar lo cual no alterael valor de la corriente del circuito.

4. Qu tipo de perturbacin inducir a un circuito un ampermetro cuyaresistencia sea alta? Sera exacta la medicin? Por qu?Tendra la perturbacin estacionaria, no sera exacto ya que su presenciadisminuira la corriente a medir cuando se conecta a un circuito.

5. Un voltmetro cuya resistencia es baja, podra medir con precisin ladiferencia de potencial en los extremos de una resistencia alta? Explicar.

Tabla N 3


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No, porque esa diferencia de potencial ya no sera tal ya que el voltmetroconsumira corriente elctrica y gracias a ello el instrumento influira en el valorde la medicin.

6. Qu sucede internamente en un voltmetro cuando se cambia la escala devoltaje mediante el selector de escalas? Explicar.En caso de aumentar la escala su resistencia interna aumenta, esto debido a quedebe soportar mayor tensin. En caso de disminuir la escala su resistencia internadisminuye hasta la resistencia misma del galvanmetro.

7. Qu sucede internamente en un ampermetro cuando se cambia su escalamediante el selector de escala?Cuando se aumenta su escala la resistencia interna aumenta, debido a que debesoportar mayor intensidad de corriente. En caso contrario su resistencia internadisminuye hasta la resistencia misma del galvanmetro.

8. Sealar tres precauciones ms importantes que consideran convenientetener en cuenta al realizar los laboratorios de Fsica II. Debemos guiarnos bien de los esquemas de trabajo, armando el circuito yejecutando las mediciones evitando todo tipo de improvisaciones. Ante cualquier duda sobre uso o funcionamiento del algn equipo o material,debemos consultar al profesor para que pueda asesorarnos correctamente.

Debemos cerciorarnos de tanto los equipos y materiales estn en ptimascondiciones de operatividad para evitar as cualquier error en la manipulacin delos mismos, no deben realizarse procedimientos nuevos ni cambios a losexistentes a menos que se encuentren debidamente aprobados.

9. Determinar el valor de las resistencias (en ohmios), cuyos colores son: Marrn - negro - rojo -plateado Amarillo - verde -

dorado - dorado

b) Verde - negro -dorado d) Marrn - negro -

plateadoSolucin:a) 1000 +10% ohmios.b) 5 +20% ohmios.c) 4.5 +5% ohmios.d) 1 +20% ohmios.

10. Si la aguja del voltmetro analgico est indicando 7.5 lneas y luego 112lneas, Cules son las posibles lecturas de medicin, si las escalasmximas de voltaje estn en las posiciones 0.75, 3, 15, y 75?

Considerando:


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Se tendran los siguientes valores:

7.5 LNEAS 112 LNEAS

0 0.75 0.01875 V 0.28 V0 3 0.75 V 1.12V0 15 0.375 V 5.6 V0 75 1.875 V 28 V

11. Se conecta un alambre a un terminal de una batera y el otro extremo se dejalibre Pasara corriente por el alambre? Explique su respuesta.

No pasar corriente, esto fue visto en la clase de laboratorio, para que se generepaso de corriente de debe tener dos cargas elctricas opuestas en los extremosdel conductor (alambre) de otro modo no circula corriente.

12. Por qu debe estar cerrado un circuito para que fluya una corrienteconstante? Si un circuito se abre en algn punto, la carga elctrica sereunir en la abertura? Por qu?Como en todo circuito al estar alimentado por una fuente, debe permanecercerrado para que exista una diferencia de potencial entre sus terminales y asexista una circulacin de corriente de polo a polo.

J. CONCLUSIONES1. La importancia de esta experiencia radica en el manejo eficiente de los

instrumentos elctricos, familiarizndonos as con el acto de medir de los equiposy dispositivos eficientemente.

2. Nuestras mediciones estarn sometidas a cierto error humano y la de losinstrumentos, cabe resaltar que nos saldr valores aproximados al valor terico.

3. Es importante saber cul es el rango de trabajo para as darnos cuentas de losposibles errores que se dara en la medicin.

4. Al momento de medir se tendr que hacerlo en una escala mayor a la deseada yluego ajustar dicha escala, un error en este paso puede daar ya sea el voltmetroo ampermetro.

ESCALAS INTERVALOS0 - 0.75 75

0 - 3 300 - 15 600 - 75 75

Tabla N 4

Tabla N 5


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5. Los instrumentos de medicin (Ampermetro y voltmetro) tiene distintas manerasde conexin al circuito (Ampermetro en serie y voltmetro en paralelo).

K. BIBLIOGRAFIA1. Manual de Laboratorio de Fsica General UNMS Fsica 9 edicin 2013 pag 5,8,19.2. Gua de Laboratorio de Fsico III. Primera Edicin. 2009. Per. Pg. 4-12.

L. ENLACES1. file:///C:/Users/PC/Downloads/f1+hojadetrabajo+experimento+01.pdf2. http://fisica.unmsm.edu.pe/images/e/ee/GUIA-FG-2013-II.pdf3. http://es.wikipedia.org/wiki/Voltimetro4. http://es.wikipedia.org/wiki/Reostato

5. http://html.rincondelvago.com/los-instrumentos-de-medicion-electrica.html6. http://www.youtube.com/watch?v=CySxRDp_SdE
http://c/Users/PC/Downloads/f1+hojadetrabajo+experimento+01.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reostatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Reostatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Reostatohttp://c/Users/PC/Downloads/f1+hojadetrabajo+experimento+01.pdf

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