UTILIZACION DEL VOLTIMETRO Y AMPERIMETRO
UTILIZACION DEL VOLTIMETRO Y AMPERIMETRO
A.
A. OBJETIVOS
OBJETIVOS
Conocer el funcionamiento del amperímetro y voltímetroConocer el funcionamiento del amperímetro y voltímetro
Aprender a utilizar los instrumentos básicos de medida de Aprender a utilizar los instrumentos básicos de medida de la corriente y della corriente y del voltaje: amperímetro y voltaje respectivamente
voltaje: amperímetro y voltaje respectivamente
Comprobar la ley de ohmComprobar la ley de ohm
Identificar las resistencias por código de coloresIdentificar las resistencias por código de colores
B.
B. MODELO TEORICO
MODELO TEORICO
–
–
MARCO TEORICO
MARCO TEORICO
La utilización del voltímetro y amperímetro en los a
La utilización del voltímetro y amperímetro en los alumnos del curso de física eslumnos del curso de física es mucha utilidad por que les p
mucha utilidad por que les permite comprender aún más los instrumentos deermite comprender aún más los instrumentos de medida del voltaje y la
medida del voltaje y la corriente eléctrica que circula sobre un conductor, dichoscorriente eléctrica que circula sobre un conductor, dichos instrumentos nos ayudan a comprender más sobre la
instrumentos nos ayudan a comprender más sobre la complejidad de los cálculoscomplejidad de los cálculos que se hacen matemáticamente y después
que se hacen matemáticamente y después de reconocer los instrumentos yde reconocer los instrumentos y utilizarlos obtendremos los valores experimentales de los usos
utilizarlos obtendremos los valores experimentales de los usos dados de dichosdados de dichos instrumentos.
instrumentos.
I.
I. Circuito eléctrico.-
Circuito
eléctrico.-Se llama circuito eléctrico al conjunto de
Se llama circuito eléctrico al conjunto de dispositivos eléctricos (resistencias,dispositivos eléctricos (resistencias, condensadores, etc.) conectados entre si
condensadores, etc.) conectados entre si
II.
II. Amperímetro.-
Amperímetro.-Es un instrumento destinado a medir la intensidad de la
Es un instrumento destinado a medir la intensidad de la corriente eléctrica quecorriente eléctrica que recorre una rama dada de un
recorre una rama dada de un circuito. Los amperímetros usuales requierencircuito. Los amperímetros usuales requieren para ello interrumpir la rama en un p
para ello interrumpir la rama en un punto e intercalar el aparato, losunto e intercalar el aparato, los amperímetros se conectan en serie.
amperímetros se conectan en serie.
El amperímetro ideal presentaría una resistencia interna nula. Sin embargo, los El amperímetro ideal presentaría una resistencia interna nula. Sin embargo, los amperímetros reales presentan una resistencia no nula, y
amperímetros reales presentan una resistencia no nula, y ello supone que alello supone que al conectarlo se modifican las corrientes y potenciales del
conectarlo se modifican las corrientes y potenciales del circuito.circuito.
III.
III. Voltímetro.-
Voltímetro.-Es un instrumento destinado a medir la diferencia de p
Es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial entre dosotencial entre dos puntos de un circuito, se conecta en paralelo. De esta forma la diferencia de puntos de un circuito, se conecta en paralelo. De esta forma la diferencia de potencial medida correspondería efectivamente a la existente antes
potencial medida correspondería efectivamente a la existente antes de lade la conexión.
conexión.
El voltímetro ideal presentaría
El voltímetro ideal presentaría una resistencia interna infinita. Sin embargo,una resistencia interna infinita. Sin embargo, los voltímetros reales presentan una resistencia interna finita y ello supone los voltímetros reales presentan una resistencia interna finita y ello supone que una cierta corriente se desvíe por e
que una cierta corriente se desvíe por el aparato al conectarlo a l aparato al conectarlo a un circuitoun circuito dado, modificando las corrientes y potenciales preexistentes en el
dado, modificando las corrientes y potenciales preexistentes en el circuito.circuito.
IV.
eléctrica.-establece que mientras mayor sea el valor de la resistencia de un dispositivo, mayor será el impedimento que presente el paso de la corriente eléctrica.
V.
Ohmímetro.-Instrumento que mide el valor de la resistencia eléctrica, dicha resistencia es la que se ajusta en cero en la escala de los ohmios cuando se cortocircuitan los terminales, poseen una escala bastante amplia.
VI. Ley de
ohm.-La ley de ohm nos permite definir la resistencia eléctrica cuya expresión matemática es postulada por el físico y matemático alemán Georg Simón Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:
= =
Donde la resistencia eléctrica es constante
C. MATERIALES Y EQUIPOS
Fuente de alimentación DC Base de conexión
Varias tiras de conexión cortas y largas Resistencia de 100Ω
Resistencia de 47Ω
Dos multímetros analógico y digital Cables de conexión
Una lámpara incandescente
D. DISEÑO EXPERIMENTAL
E. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1) Observe el rango de medidas de cada uno de los instrumentos (voltímetro y amperímetro).
2) Verifique el valor delos resistencias utilizando el ohmímetro(multitester digital) y anote en la tabla de datos N° 1
3) Arme el circuito tal como se muestra en el gráfico, asegúrese que la escala de la fuente este en cero
4) Ponga la fuente en la posición 1(3 voltios). Mida el voltaje i la corriente eléctrica en cada una de las resistencias. Anote los datos.
5) Cambie a la posición 2 mida el voltaje i la corriente eléctrica como en el paso… (4). Repita las mediciones anteriores para las posiciones 3 y 4 de la fuente. Anote los datos.
F. TOMA DE DATOS EXPERIMENTALES
R1 (Ohm) : R2 (Ohm) :
Instr. Analógico Instr. Digital Instr. Analógico Instr. Digital
Figura N°1
iagrama e Instalación
3 9Volt. 0.09 9 0.08 8.69 0.09 9 0.08 8.64 4 12Volt. 0.12 11.9 0.11 11.49 0.12 11.7 0.11 11.48
G. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES
a) Anotar los rangos de medida para el voltímetro y amperímetro
El voltímetro y amperímetro puede realizar mediciones de entre 2v hasta 250v, para ello utiliza rangos de 3v hasta 300v.
b) ¿Escriba Ud. El error instrumental que tiene cada uno de los
instrumentos que ha utilizado? Para cada rango de medidas.
- La utilización del error en instrumentos analógicos es la mínima unidad de cada una de ellas
- La utilización de error para instrumentos digital es la mitad de la mitad de la mínima unidad del instrumento
c) Anote sus observaciones experimentales adicionales
El valor de la resistencia es de 98.6 ohmios y su valor nominal es de 100 ohmios±5%.
H. ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES
A. Calcule la relación V/I para los valores correspondientes de V e I anotados en la tabla 1. Para el caso de R1.
Instr. Analogico
1 = 30.03 = 100Ω
1 = 60.06 = 100Ω
1 = 90.09 = 100Ω
1 = 11.9
0.12 = 99.17Ω
B. Usando los datos de la tabla 1 determine el valor medio de R1 y el error de la medida. Compare dicho valor con el valor nominal
= 100+100+100+99.17
4
= 399.17
4 = 99.7925Ω
= |10099.7925| = |0.2075| →
= 0.2075
= 0.04305
= |10099.7925| = |0.2075| →
= 0.2075
= 0.04305
= |10099.7925| = |0.2075| →
= 0.2075
= 0.04305
= |99.1799.7925| = | 0.6225| →
= 0.6225
= 0.3875
∑
= 0.51665
= ∑
1
= 0.51665
3
= 0.415
La curva que caracteriza a la ecuación es la de una recta La ecuación que representa es de la siguiente forma:
I=0.0103 (v)- 0.0015
La curva no pasa por el origen porque la que la intersección con la horizontal se da en el punto = (0,0.1456)
D. Utilizando el método de los mínimos cuadrados encuentre el parámetro o parámetros de la ecuación tipo (del gráfico)y sus errores respectivos
N° V=x I=y X2 xy 1 3 0.03 9 0.09 2 6 0.06 36 0.36 3 9 0.09 81 0.81 4 11.7 0.12 136.89 1.404
∑
29.7 0.3 262.89 2.664
2 i 2 i i i i i x x n y x y x n a
2 i 2 i a x x n n S y S =
(.)−.∗.
(.)−.
= 0.7662√
4
(
262.89
)
29.7
2
=
0.010302 Sa= 0.1177
2 i 2 i i i i i 2 i x x n y x x y x b
2 i 2 i 2 i b x x n x S S y I = 0.0103V - 0.0015 R² = 0.9994 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0 2 4 6 8 10 12 14 I VI(mA)=f(V)
2
-n
b
x
m
y
S
2 i i y
→
S
y=0.7662
=
.∗.−.∗.
(.)−.
= 0.7662√
.
4
(
262.89
)
29.7
2
= 0.001497
=0.9542Por lo tanto la ecuación es:
I=f (v)
I=0.103V-0.OO15
I= (0.103±0.1177) V-(0.0015±0.9542)
E. ¿Qué significado físico tienen los parámetros determinados?
Para hallar el significado de los parámetros hacemos de la siguiente forma:
= = 1 → = 0.0103 0.0015
∴ 1 = 0.0103 =
El otro paramento encontrado es la variación de la intensidad de corrienteF. Para un valor constante de R ¿Cuál es el efecto de la variación de V sobre I? y ¿Cómo es la diferencia de potencial en cada una de las resistencias?
En una resistencia si el voltaje aumenta sobre la intensidad nos entrega mayor resistencia pero si la intensidad aumenta la resistencia baja.
Si hallamos la diferencia de potencial obtendremos la intensidad para cada resistencia 0.03 0.05 0.08 0.12
I. CONCLUCIONES
Primeramente sobre lo que son los instrumentos el uso de los mismos no fue como se esperaba por que la explicación de las mismas no fue lo suficiente por lo que no se entendió en el uso de los instrumentos y la obtención de las medidas.
El parámetro A es la inversa de la resistencia y al dividir esa fracción nos resulta el valor de la resistencia
De acuerdo con las mediciones realizadas en las resistencias y el análisis de las mediciones con respecto a las resistencias medidas podemos observar que fueron las esperadas con un mínimo de error los cuales se encuentran dentro del rango de tolerancia lo cual podemos concluir que la lectura de los códigos de colores fueron correctos y los cálculos realizados para las resistencias en paralelo también fueron
Se recomienda verificar los equipos disponibles para la práctica, puesto que si uno de estos falla, el circuito será inestable en términos de corriente ó habrá errores en términos de medición
Los errores de medición pueden estar ligados al error humano, se recomiendo ser lo más exactos posibles
Tener cautela al momento de realizar algún cálculo tanto teórico como experimental, puesto que pueden llevar a la reprobación y/o perdida de la práctica
G. CUESTIONARIO
1) ¿A que se llama circuito eléctrico?
Se denomina circuito a un conjunto de dispositivos eléctricos (resistencias condensadores, etc.) conectados entre sí.
2) ¿Qué es un amperímetro y un voltímetro?
Amperímetro.-Es un instrumento destinado a medir la intensidad de la corriente eléctrica que recorre una rama dada de un circuito. Los amperímetros usuales
requieren para ello interrumpir la rama en un punto e intercalar el aparato, los amperímetros se conectan en serie.
Voltímetro.-Es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito, se conecta en paralelo. De esta forma la diferencia de potencial medida correspondería efectivamente a la existente antes de la conexión.
3) ¿a qué se denomina ley de Ohm?
La ley de ohm nos permite definir la resistencia eléctrica cuya expresión matemática es:
= =
4) ¿Porque se dice que la resistencia es un valor constante?
La resistencia es un valor constante porque al hallar los valores como el voltaje y la corriente eléctrica y aplicando en ellos la ley de ohm nos resulta un valor que es la resistencia eléctrica y que es la misma o se asemeja en teoría es aún más fácil porque el resultado es el mismo, pero de forma
experimental hay serios factores que comprobar la teoría aplicada en forma experimental y existe ciertos errores
