UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL F ACULTAD DE INGENIERIA
CIVIL
INFORME DE LABORATORIO DE FSICA II
CURSO: FSICA II SAASSSS
ALUMNOS: DE LA SOTA RAFAEL, FERNANDO D D D PROFESOR: IVN
CONISLLA CONTRERAS D d
Magdalena del mar, Julio del 2015
RECONOCIMIENTO Y USO DE INSTRUMENTOS DE MEDICIN ELCTRICA LEY
OHM
1. OBJETIVOS
Reconocer y utilizar correctamente los instrumentos y equipos de
medicin elctrica. Usar correctamente el multmetro. Comprobar que la
ley de ohm.
2. EQUIPOS Y MATERIALES
01 multimetro.
01 Fuente de energa.
04 cables conductores (cocodrilos).
01 tablero de resistencias (protowoar).
04 resistores (200 , 500 ,1000 , 1500) 01 batera de 9V
02 pilas AAA (1.5V).
3. FUNDAMENTO TEORICOOhmmetroEs un instrumento para medir la
resistencia elctrica.Su diseo se compone de una pequea batera para
aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego,
mediante un galvanmetro, medir la corriente que circula a travs de
la resistencia.La escala del galvanmetro est calibrada directamente
en ohmios, ya que en aplicacin de la ley de Ohm, al ser el voltaje
de la batera fija, la intensidad circulante a travs del galvanmetro
slo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es,
a menor resistencia mayor intensidad de corriente y
viceversa.Existen tambin otros tipos de hmetros ms exactos y
sofisticados, en los que la batera ha sido sustituida por un
circuito que genera una corriente de intensidad constante I, la
cual se hace circular a travs de la resistencia R bajo prueba.
Luego, mediante otro circuito se mide el voltaje V en los extremos
de la resistencia. De acuerdo con la ley de Ohm el valor de R vendr
dado por:
Para medidas de alta precisin la disposicin indicada
anteriormente no es apropiada, por cuanto que la lectura del
medidor es la suma de la resistencia de los cables de medida y la
de la resistencia bajo prueba.Para evitar este inconveniente, un
hmetro de precisin tiene cuatro terminales, denominados contactos
Kelvin. Dos terminales llevan la corriente constante desde el
medidor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la
medida del voltaje directamente entre terminales de la misma, con
lo que la cada de tensin en los conductores que aplican dicha
corriente constante a la resistencia bajo prueba no afecta a la
exactitud de la medida.AMPERIMETRO El ampermetro es un aparato de
medida utilizado para medir la intensidad o corriente elctrica. Es
el instrumento industrial ms adecuado para medir intensidades. En
la imagen siguiente puedes ver dos tipos diferentes, uno fijo y el
otro porttil. En el esquema de la parte de abajo de la imagen
puedes ver como es el smbolo del ampermetro utilizado en los
circuitos elctricos. Como ves es muy sencillo, simplemente es un
crculo con una A mayscula en su interior.
Conexin y Medidas con el Ampermetro
Los ampermetros se conectan en serie en el circuito, por lo que
es atravesado por la corriente del circuito donde se haya
intercalado, y lgicamente, nos la medir.
Los ampermetros porttiles, cmo pudiste ver, tienen unas pinzas
cuya misin es simplemente introducirlas por el cable del circuito
por el que circula la corriente o intensidad que queremos medir.
Las pinzas se abren y dejamos en su interior el cable. Ojo, como
ves en la siguiente imagen solo se ponen en un cable, nunca por los
dos a la vez. Recuerda, estamos midiendo en serie.
Estos ampermetros tambin se llaman pinzas anemomtricas. Estas
pinzas tambin suelen medir tensiones.
Si queremos medir con un ampermetro fijo, lgicamente nunca
cortaremos el cable, simplemente desconectaremos un borne
(tornillo) de un aparato o de la pila que est conectado en el
circuito. Ese borne lo conectaremos a una parte del ampermetro, y
la otra parte al cable donde estaba conectado anteriormente el
aparato o pila, es decir intercalado con el aparato. Ya est, lo
tenemos en serie con el circuito. Una solucin sencilla es conectar
un borne del ampermetro a un borne de la pila y el otro al cable
que estara conectado a la pila o fuente de tensin.
Otra forma de medir intensidades es con el polmetro, pero eso lo
puedes ver en este enlace: Polmetro
Siempre que necesitemos hacer una medida muy exacta de la
intensidad, debemos tener en cuenta que el ampermetro lleva en su
interior una pequea resistencia que puede alterar la medida exacta.
Estas resistencias son muy pequeas, entre 0,01 y 0,1 (ohmios). Al
ser tan pequeas, las alteraciones no suelen tener importancia.
Los ampermetros, como cualquier aparato de medida, tienen una o
varias escalas que nos dicen la mxima intensidad que pueden medir
en cada una de las escalas. Si te fijas en la primera imagen de
esta pgina, el ampermetro fijo puede medir, segn su escala, como
mximo 40A (amperios). Los ampermetros porttiles y los polmetros
tienen varias escalas diferentes. Si no sabemos muy bien el valor
de la intensidad que vamos a medir, siempre deberemos empezar a
medir por la escala ms alta. Si vemos que es muy grande, iremos
bajando de escala hasta encontrar la ms apropiada.
Las mediciones en c.a. (corriente alterna) muy elevadas se hacen
a travs de transformadores de intensidad, que reducen a valores
inferiores.
Para efectuar mediciones de corrientes debilsimas se recurre a
los galvanmetros o micro ampermetros, por su gran sensibilidad,
siendo muy apropiados para indicadores de escala de cero central
(el cero de la escala en el centro y la aguja se mueve en un
sentido o en otro en funcin del sentido de la corriente que
mide).
Imagina que un ampermetro puede medir como mximo 3A, pero
sabemos que la intensidad que queremos medir es mayor. Qu
hacemos?
La solucin es colocar en paralelo lo que se llama un shunt
amperimtrico.
Tipos de Ampermetros
Como ya dijimos al principio tenemos una primera clasificacin
entre Fijos y Porttiles, pero estos a su vez pueden ser digitales o
analgicos.
Digitales: muestran el valor numrico directamente sobre un
display.
Analgicos: la aguja se mueve por una escala.
Aqu te dejamos un video para que veas como se mide con las
pinzas amperimetricas:
Corriente contina
Representacin de la tensin en corriente continua.La corriente
continua (CC en espaol, en ingls DC, de Direct Current) se refiere
al flujo continuo de carga elctrica a travs de un conductor entre
dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido con el
tiempo. A diferencia de la corriente alterna (CA en espaol, AC en
ingls, de Alternating Current), en la corriente continua las cargas
elctricas circulan siempre en la misma direccin. Aunque comnmente
se identifica la corriente continua con una corriente constante, es
continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad, as
disminuya su intensidad conforme se va consumiendo la carga (por
ejemplo cuando se descarga una batera elctrica).Tambin se dice
corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en el
mismo sentido, el flujo se denomina corriente continua y va (por
convenio) del polo positivo al negativo.
Tensin de salida de un rectificador de onda completa.
Filtrado para atenuar el rizado de la tensin rectificada
mediante un condensador, conformando un circuito RC (filtro de
condensador).Muchos aparatos necesitan corriente continua para
funcionar, sobre todos los que llevan electrnica (equipos
audiovisuales, ordenadores, etc). Para ello se utilizan fuentes de
alimentacin que rectifican y convierten la tensin a una
adecuada.Este proceso de rectificacin, se realiza mediante
dispositivos llamados rectificadores, antiguamente basados en el
empleo de tubos de vaco y actualmente, de forma casi general
incluso en usos de alta potencia, mediante diodos semiconductores o
tiristores.PolaridadGeneralmente los aparatos de corriente continua
no suelen incorporar protecciones frente a un eventual cambio de
polaridad, lo que puede acarrear daos irreversibles en el aparato.
Para evitarlo, y dado que la causa del problema es la colocacin
inadecuada de las bateras, es comn que los aparatos incorporen un
diagrama que muestre cmo deben colocarse; as mismo, los contactos
se distinguen emplendose convencionalmente un muelle metlico para
el polo negativo y una placa para el polo positivo. En los aparatos
con bateras recargables, el transformador - rectificador tiene una
salida tal que la conexin con el aparato slo puede hacerse de una
manera, impidiendo as la inversin de la polaridad. En la norma
sistemtica europea el color negro corresponde al negativo y el rojo
al positivo.En los casos de instalaciones de gran envergadura, tipo
centrales telefnicas y otros equipos de telecomunicacin, donde
existe una distribucin centralizada de corriente continua para toda
la sala de equipos se emplean elementos de conexin y proteccin
adecuados para evitar la conexin errnea de polaridad.LA CORRIENTE
ALTERNA (C.A.)
Adems de la existencia de fuentes de FEM de corriente directa o
continua (C.D.) (como la que suministran las pilas o las bateras,
cuya tensin o voltaje mantiene siempre su polaridad fija), se
genera tambin otro tipo de corriente denominada alterna (C.A.), que
se diferencia de la directa por el cambio constante de polaridad
que efecta por cada ciclo de tiempo.
Una pila o batera constituye una fuente de suministro de
corriente directa, porque su polaridad se mantiene siempre
fija.
La caracterstica principal de una corriente alterna es que
durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro
positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se
invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esa
corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de
polaridad, la corriente siempre fluir del polo negativo al
positivo, tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministran
corriente directa.
Veamos un ejemplo prctico que ayudar a comprender mejor el
concepto de corriente alterna:
Corriente alterna pulsante de un ciclo por segundo o hertz (Hz)
.
Si hacemos que la pila del ejemplo anterior gire a una
determinada velocidad, se producir un cambio constante de polaridad
en los bornes donde hacen contacto los dos polos de dicha pila.
Esta accin har que se genere una corriente alterna tipo pulsante,
cuya frecuencia depender de la cantidad de veces que se haga girar
la manivela a la que est sujeta la pila para completar una o varias
vueltas completas durante un segundo.
En este caso si hacemos una representacin grfica utilizando un
eje de coordenadas para la tensin o voltaje y otro eje para el
tiempo en segundos, se obtendr una corriente alterna de forma
rectangular o pulsante, que parte primero de cero volt, se eleva a
1,5 volt, pasa por 0 volt, desciende para volver a 1,5 volt y
comienza a subir de nuevo para completar un ciclo al pasar otra vez
por cero volt.
Si la velocidad a la que hacemos girar la pila es de una vuelta
completa cada segundo, la frecuencia de la corriente alterna que se
obtiene ser de un ciclo por segundo o hertz (1 Hz). Si aumentamos
ahora la velocidad de giro a 5 vueltas por segundo, la frecuencia
ser de 5 ciclos por segundo o hertz (5 Hz). Mientras ms rpido
hagamos girar la manivela a la que est sujeta la pila, mayor ser la
frecuencia de la corriente alterna pulsante que se obtiene.
Seguramente sabrs que la corriente elctrica que llega a nuestras
casas para hacer funcionar las luces, los equipos electrodomsticos,
electrnicos, etc. es, precisamente, alterna, pero en lugar de
pulsante es del tipo sinusoidal o senoidal.
En Europa la corriente alterna que llega a los hogares es de 220
volt y tiene una frecuencia de 50 Hz, mientras que en la mayora de
los pases de Amrica la tensin de la corriente es de 110 120 volt,
con una frecuencia de 60 Hz. La forma ms comn de generar corriente
alterna es empleando grandes generadores o alternadores ubicados en
plantas termoelctricas, hidroelctricas o centrales atmicas.
Circuitos serie y paralelo.
Bien, aqu empezamos a meter un poco de ecuaciones.
Circuito Serie.
Un circuito serie es aquel en el que elterminal de salida de un
dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo
siguiente. El smil de este circuito sera una manguera, la cual est
recorrida por un mismo caudal (corriente).
Una resistencia es cundo pisamos de forma parcial dicha
manguera, obstruyndose de esta forma al flujo de corriente.
Respecto a las tensiones, estas son mayores en aquellas zonas de
la manguera que pisamos ms y por tanto se oponen ms al paso de
dicho corriente.La cada de tensin es mayor en aquellas zonas que
presentan una mayor obstruccin a la corriente. xx
Y se cumple esto:
VTotal = V1 + V2 + .... Vn
La tensin total = a la suma de todas las fuentes conectadas en
serie. As si tenemos 2 pilas, una de 6 V y otra 9 V en un circuito,
la tensin total del circuito ser de 15 V.
Itotal = I1 = I2
Sobre el circuito discurre una nica corriente, esto es, todos
los componentes del circuito son recorridos por la misma corriente
o intensidad, i. Ms tarde la calcularemos.
RTotal = R1 + R2 ... Rn
La resistencia total es la suma de todas las resistencias.
1 / C Total = 1 / C1 + 1 / C2 .... 1 / Cn
La capacidad total es la suma de la inversa de las capacidades
del circuito.
Qu pasa si desconectamos uno de los elementos del circuito, pues
que se abre el circuito y tenemos un circuito abierto, NO PASA LA
CORRIENTE, esto pasaba antes con la iluminacin de navidad, si se
nos funda una bombilla el resto no funcionaba.
Circuito Paralelo.
Un circuito paralelo es aquel en el que los terminales de
entrada de sus componentes estn conectados entre s, lo mismo ocurre
con los terminales de salida.
Respecto al smilhidrulico, es cmo situviramosvarias tuberas
empalmadas a un mismo punto, y por tanto pasar mayor corriente en
aquellas zonas cuya resistencia es menor.
Cmo es lgico al final del empalme se recoge toda la corriente de
agua, y por tanto circula el total de corriente del circuito.
Osacordisdel circuito sere, en ese circuito haba una nica
corriente en el circuito, ahora la cosa cambia, ahora tenemos
VARIAS corrientes, tantas como ramas.
Sin embargo ahora tendremos una nica tensin, que ser igual a la
de la fuente.
En las figuras siguientes vemos cmo es un circuito paralelo.
Ambas figuras son idnticas, lo que pasa que lo he puesto de forma
que lorecordiscon el smilhidrulico.
Tenemos una fuente de alimentacin de 9V que alimenta a 2 ramas,
una con una resistencia de 100K y otra con una resistencia de 10K,
por dnde creeis que pasar ms corriente? dnde estamos pisando ms la
tubera? Pues la estamos pisando ms en la resistencia de 100K, por
lo que I2 ser mayor que I1, por I1 pasar menos corriente al tener
una resistencia mayor.
Ves que la corriente total del circuito se divide en 2
corrientes que dependen de las resistencias de cada rama, por
tanto.
Ahora se cumple esto:
VTotal = Vfuente
La tensin total = a la tensin de la fuente de alimentacin.
Itotal = I1 + I2
Ahora sobre el circuito ya NO discurre una nica corriente, sino
que discurren 2 corrientes, tambin depender dnde midamos dicha
corriente claro est, pero a efectos prcticos ahora tenemos 2
corrientes. Situviramosms ramas tendramos ms corrientes.
1 / RTotal = 1/R1 + 1/R2 ...+ 1/Rn
La resistencia total es la suma de la inversa todas las
resistencias.
C Total = C1 + C2 .... + Cn
La capacidad total es la suma de todas las capacidades del
circuito, vemos que ahora los clculos se invierten respecto de los
de un circuito serie.
Ahora, que pasa si desconectamos una de las ramas? pues que el
resto de circuito seguir trabajando, el flujo de corriente ahora no
se corta, y por tanto por nuestro circuito seguir pasando la
corriente.
Circuito Mixto.
Un circuito mixto es lo que nos encontraremos en la realidad, y
se trata de una mezcle de circuito serie y paralelo.
Cmo ejemplo:
En este circuito se puede aplicar todo lo visto hasta ahora.
4. PARTE EXPERIMENTAL
USO DEL VOLTMETRO.
NLugarACV
1Mesa de Trabajo200
2Pare220
TABLA N1
NMaterialDCV
1Pila1.2
2Bateria9
3Fuente6V-10V-20V
TABLA N2
ACV: Voltaje de corriente alterna. DCV: Voltaje de corriente
directa.
USO DEL AMPERMETRO.
4.2.1. Construir el siguiente circuito
REGULADOR (FEM)
4.2.2. En la tabla N 3 registrar las lecturas que indica el
ampermetro, al variar la fem de la fuente de energa
NI(A)
10.045 A
20.030 A
30.025 A
TABLA N3
LEY DE OHM
V8142229
I(A)0.0250.0350.0500.070
TABLA N4
USO DEL OHMMMETRO
4.4.1. Medir el valor de los resistores mediante el cdigo de
colores. Llenar la tabla n5
Verde: 5Marrn: 1Marrn:x10 Dorado: +-5%
Verde: 1Marrn: 5Rojo: x100Dorado: +-5%
Verde: 2Marrn: 2Rojo: x100Dorado: +-10%
R()510 +- 5%1500 +- 5%2200 +- 10%
N123
TABLA N5
4.4.2 Medir el valor de los resistores con el ohmmetro y
registrar sus resultados en la tabla N6
R()5001500 2000
N123
TABLA N5
5. CUESTIONARIO
Mencione las diferencias entre ampermetro y voltmetro.-El
ampermetro sirve para medir la intensidad de corriente y el
voltmetro sirve para medir el voltaje-El ampermetro se conecta en
serie con la resistencia que se usa y el voltmetro se conecta en
paralelo a la misma.
Explique cmo puede determinar si un fusible esta quemado.- Se
puede comprobar con un ohmmetro o multmetro, primero cortamos la
energa luego retiramos el fusible y con el ohmmetro medimos la
resistencia, si se obtiene infinito esta quemado, con el multmetro
podemos usarlo con la energa encendida primero colocamos el
multmetro en la escala del voltaje adecuado y probamos el voltaje a
la entrada del fusible, debe haber voltaje y luego probamos a la
salida si no hay voltaje el fusible esta quemado.
Explique de qu manera determina el valor de una resistencia-
Mediante la Ley de OHM con el multmetro podemos medir la intensidad
de corriente y tambin el voltaje para un circuito a partir de los
valores obtenidos podemos calcular la resistencia que se ha
empleado (resistor)
V= I*RDonde:V= voltaje (voltios)I=intensidad de corriente
(amperios)R= resistencia (ohmios) Construya el grafico entre
voltaje y la intensidad de corriente y a partir del grafico
determinar el valor de la resistencia usada en el laboratorio.
Y=mX+b
V8142229
I(A)0.0250.0350.0500.070
TABLA N4
Y=29X=0.070m=?
m=29/0.070m= 414.29R=m=414.20 ohmios.
6. CONCLUSIONES
El verdadero voltaje de una fuente, bateria o pila se obtiene
midiendo experimentalmente con el voltmetro. La verdadera
intensidad de corriente de una fuente se obtiene experimentalmente
con el ampermetro. El verdadero valor de una resistencia es el que
obtenemos con el ohmmetro.
7. BIBLIOGRAFA
http://www.tiposde.org/ciencias-exactas/535-tipos-de-corriente/
http://www.areatecnologia.com/corriente-continua-alterna.htm
http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_electrica/ke_corriente_electrica_5.htm
http://www.tipos.co/tipos-de-corriente/
https://es.wikipedia.org/wiki/Amper%C3%ADmetro
http://www.areatecnologia.com/electricidad/amperimetro.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Volt%C3%ADmetro
http://rabfis15.uco.es/lelavicecas/modulo_galeria/Voltimetro.pdf