1er Informe Circuitos Electricos 5i4o14

UNIVERSIDAD

NACIONAL MOLINA

AGRARIA

INFORME N°1 Amperímetro, Voltímetro y Resistencias Eléctricas

Curso: Circuitos Eléctricos Profesor: Ing. Oscar Tang Integrantes:  Portugal, Antonio  Zeballos Postigo, Lourdes

2013-II

LA

I.

Objetivos   

II.

Conocer el funcionamiento del amperímetro y voltímetro. Identificar resistencias por código de colores. Usar el multímetro digital para medir voltajes, resistencias y entender sus características para ser usado adecuadamente en un circuito eléctrico.

Tabla de Datos Tabla I N° Voltaje (V) 1 7.92 2 7.94 3 7.84 4 7.95

Intensidad de Corriente (mA) 3.1 7.25 29 2.5

Resistencia (K) 2.4 1.0 0.22 3.0

Tabla II N ° 1 2

V1 (V)

V2 (V) 1.42 6.42 3.54 4.43 *El voltaje de la

I R1 (mA) (teórica) 6.10 0.22 1.45 2.4 fuente fue 8.04V

R2 (teórica) 1.0 3.0

Tabla III N°

1 2 3 4

R (Experiment al) 2.55 1.10 0.27 3.18

Error (%)

+6.25% +10% +23% +6%

Tabla IV N ° 1 2

V1 + V2 7.84 7.97

2

Error (%) -2.49% -0.87

III.

Conclusiones 

   







IV.

Como se puede observar en los resultados, se puede decir que a mayor valor de resistencia menor paso de intensidad de corriente. La intensidad de corriente en un circuito con conexión de resistencias en serie, es igual en cada una. El voltaje total entregado por la fuente se divide entre las resistencia conectadas en serie. El circuito eléctrico es el recorrido preestablecido por el que se desplazan las cargas eléctricas. El voltímetro siempre tiene que estar en paralelo con el dispositivo que se desea medir así como el amperímetro en serie. Las cargas eléctricas que constituyen una corriente eléctrica pasan de un punto que tiene mayor potencial eléctrico a otro que tiene un potencial inferior. La resistencia de un material es una medida que indica la facilidad con que una corriente eléctrica puede fluir a través de él. La ley de Ohm establece la relación existente entre la diferencia de potencial en los extremos de un elemento que presenta una resistencia y la corriente que lo atraviesa.

Recomendaciones    

 

Antes de realizar el experimento se debe de verificar que las resistencias a utilizar, se encuentren en buen estado. Se debe calibrar la fuente que proporciona el voltaje al circuito. Se debe verificar el voltaje que entrega la toma de corriente a la fuente para que esta corresponda a la requerida. Se debe verificar que los alambres y resistencias estén conectados de manera correcta en el Protoboard, para evitar así cortos circuitos. Evitar las lecturas en los extremos de la escala. El voltímetro digital es más fácil de leer, ofrecen mayor exactitud y amplia gama de rangos de corriente.

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V.

Cuestionario 1) ¿Cómo debe conectarse un amperímetro para medir la corriente en un dispositivo? El voltímetro siempre se conecta en paralelo o “en derivación” en el circuito, nunca en serie. Para medir el voltaje no debe romper el circuito.

Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en paralelo; esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato se consigue el momento necesario para el desplazamiento de la aguja indicadora. Para efectuar la medida de la intensidad de la corriente circulante el amperímetro ha de colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente. Esto nos lleva a que el amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible, a fin de que no produzca una caída de tensión apreciable. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente

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eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo grueso y con pocas espiras. 2) ¿Cómo debe ser la resistencia interna de un amperímetro? ¿Por qué? El amperímetro se trata de un aparato que mide la corriente. Las cargas que constituyen la corriente a medir deben pasar directamente a través del amperímetro, por lo que este debe estar conectado, en serie con los otros elementos del circuito. Cuando se utiliza un amperímetro para medir corrientes directas, debe conectarse de tal manera que las cargas entren al instrumento por la terminal positiva y salgan por la negativa. De manera ideal la resistencia interna del amperímetro debe ser 0 para que la corriente a medir no sea alterada. Porque cualquier amperímetro siempre tiene algo de resistencia interna, su presencia en un circuito hace que la corriente sea ligeramente menor a la que tendría en ausencia del medidor. 3) ¿Cómo debe conectarse un voltímetro para medir el voltaje en un dispositivo? El voltímetro mide la diferencia de potencial. La diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera en un circuito, puede medirse si se une las terminales del voltímetro entre los puntos sin abrir el circuito como se muestra en la figura 2. La diferencia de potencial aplicada al R 2 se mide al conectar el voltímetro en paralelo con R 2. De nuevo es necesario tener cuidado con la polaridad del instrumento. La terminal positiva del voltímetro debe estar conectada al extremo que tenga el potencial más alto y la terminal negativa al extremo del resistor de menor potencial. 4) ¿Cómo debe ser la resistencia interna de un voltímetro? ¿Por qué? Manzano (2008) indica que la bobina de un voltímetro analógico está formada por hilo de muy pequeña sección y elevado número de espiras, como consecuencia de la necesidad de crear un par propulsor que haga desplazar a la aguja. La sección reducida y la longitud elevada debido a su gran número de espiras hace posible una mayor resistencia 5

eléctrica. Estas características permiten conectar el aparato en paralelo con la línea de alimentación o con receptores, sin provocar cortocircuito.

5) ¿Se puede usar el voltímetro y el amperímetro por encima de sus rangos establecidos? Fundamente su respuesta. El voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato se consigue el momento necesario para el desplazamiento de la aguja indicadora. 6) Analice e interprete los resultados de la tabla III. Todas las resistencias tienen una tolerancia de error de 5%. En todos los casos fue superado el error teórico, esto tal vez se deba al uso de la resistencia y sobrecargas. A pesar de esto se podría afirmar que el voltaje es igual al producto de la intensidad por la resistencia. 7) Analice e intercepte los resultados de la tabla IV. Dado que los errores experimentales son depreciables de puede afirmar que se cumple que la sumatoria del voltaje entre las resistencia es igual al voltaje que entrega la fuente. 8) En el circuito que se muestra halle las lecturas del amperímetro y voltímetro, considerando que tienen la resistencia interna como se indica en la figura. Figura N°1. Pregunta 9 6

Desarrollo:

VT = 20 voltios = I x (5 + 196.078) I = 0.09946 A En serie: VT = V1 + V2 = 20 voltios V1 = 0.09946 x 5 = 0.4973 voltios V2 = 19.5027 voltios En paralelo: R = 200 Ω RV = 10000 Ω VV = V2 = 19.5027 voltios 9) Una corriente que pasa por una resistencia R al ser medida por un amperímetro de resistencia eléctrica R A, indica un cierto valor. Si dicha corriente se mide con otro amperímetro cuya resistencia interna es la mitad. ¿Su valor aumenta o disminuye? Fundamente su respuesta. 10) Se mide la diferencia de potencial (voltaje) de una resistencia con un voltímetro de resistencia interna Rv, esta indica un cierto valor, en la misma resistencia se mide la 7

diferencia de potencial con otro voltímetro de resistencia interna es el doble de la anterior. ¿Su valor aumenta o disminuye? Fundamente su respuesta. Su valor aumenta, matemáticamente se puede expresar este fenómeno como a continuación se describe:

1er caso V = IxR V = Ix(1/R + 1/Rv) V = Ix(RvxR/Rv + R)

2Rv

2do caso V = IxR V = I(1/R + 1/2Rv) V = Ix(2RvxR/R + 2Rv) Factorizando

V = Ix(RvxR/

(Rv+R/2)) Se puede observar que en el 2do caso el denominador va a ser menor, por lo tanto se puede deducir que el valor del voltaje será mayor. La presencia de una resistencia en el voltímetro hace que la corriente se altere aumentando su valor, debido a la mayor resistencia al paso de corriente.

a. b. c. d.

11) Indique cual es el valor de las resistencias que tienen los Siguientes colores. Azul, rojo, violeta, dorado: 6.2 x 105 K ohmios +/- 5% Verde, amarillo, anaranjado, plateado: 54k ohmios +/-10% Marrón, violeta, negro, sin color: 17 ohmios +/-20% Amarillo, marrón, verde, dorado: 4.1 x103 k ohmios +/-5%

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12) Se desea comprar resistencias de 330 Ω, 33 Ω, 1 kΩ y 250 kΩ con una tolerancia de 10%. Diga Ud. Que colores es necesario mencionarle al vendedor. Debido a que se desea una tolerancia de 10% el color indispensable seria el plateado. Así mismo se debe mencionar el naranja, marrón, negro, rojo, verde, amarillo.

VI.

Bibliografía 1. MANZANO, J. 2008. Electricidad I: Teoría Básica y Prácticas. Editorial Marcombo S.A. España. 2. SEARS, F. 2004. Física Universitaria. Volumen 2. Décimo Primera Edición. Editorial Addison Weslwy Longman de México, S.A de CV. México. 3. SERWAY, R. 2005. Física para Ciencias en Ingenierías. Volumen 2. Sexta Edición. Editorial Internacional Thomson Editores, S.A. México.

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