Download Desarrollo de la experiencia - Electromagnetismo

UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Año
2016
Materia: Electromagnetismos Estado Sólido I
Universidad Abierta Interamericana
Sede Centro – Turno Noche. 4to A.
TP N°1 - Medición de resistencias y tensiones.
Profesores
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
Titular: Vallhonrat, Carlos
Adjunto: Montefinal, Fabian
Alumnos
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Cribaro, Lucas
Graziano, Ramiro
Van Diest Mauro
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Año
2016
Materia: Electromagnetismos Estado Sólido I
Tabla de contenido
Objetivos ...........................................................................................
Introducción teórica ............................................................................
Elementos necesarios ..........................................................................
Desarrollo de la experiencia .................................................................
1.
2.
3
3
4
6
Medición de resistencias. ................................................................................. 6
Medición de tensiones. ..................................................................................... 7
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Materia: Electromagnetismos Estado Sólido I
Objetivos
Aprender a utilizar el instrumental del laboratorio de electrónica y, tener un
primer contacto con uno de los tantos componentes discretos (resistencias).
Introducción teórica
La resistencia eléctrica es una magnitud que caracteriza a los conductores.
Cuanto mayor es su valor, peor conduce el material y mayor es la energía
que los portadores de la corriente pierden al atravesarlo. Para un conductor
dado, de sección uniforme, el valor de la resistencia puede calcularse a
través de la siguiente relación:
R  
l
s
Donde:
R = resistencia del conductor, medida en ohms, Ω.
ρ= resistividad o resistencia específica del material del conductor, medida
en Ωx m.
l = longitud del conductor, medida en m.
s = sección transversal a través de la que se propaga la corriente eléctrica,
medida en m2.
Cuando, por las razones que sea, se desea aumentar la resistencia de un
camino eléctrico, se intercalan en el mismo resistores, conductores
especiales que poseen elevada resistencia. Es común referirse a ellos con
el término “resistencia”.
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2016
Materia: Electromagnetismos Estado Sólido I
Los resistores que utilizamos en el laboratorio, adoptan la forma de
pequeños cilindros de cuyos extremos sobresalen sendos conductores
metálicos para conectarlos con el resto del circuito. Mediante un código de
colores se indica el valor de la resistencia y la tolerancia del mismo.
La tensión eléctrica, a la que también se suele llamar “diferencia de
potencial” o “voltaje”, es una magnitud que describe las diferencias de
energía potencial, que poseen las cargas eléctricas, entre dos puntos de un
campo eléctrico (por ejemplo, un circuito). Se mide en Voltios (V) y entre
dos puntos que se encuentran a una tensión de 1 V, una carga de 1
Culombio (C) tendrá una diferencia de energía de 1 J, que es lo mismo que
decir que el transporte de una carga de 1C entre ambos puntos requerirá (o
producirá, según cuál sea el sentido del movimiento) una energía de 1J .
O sea:
1V 
1J
1C
Ambas magnitudes, de gran importancia para la descripción de los
fenómenos eléctricos, pueden medirse utilizando el mismo instrumento: el
multímetro.
Elementos necesarios
Para el desarrollo del presente trabajo se utilizaron los siguientes
elementos.
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



Multímetro digital marca CUAIL modelo A830L SN: A06004089
(Imagen 1).
Protoboard (en esta ocasión se a utilizado uno de la marca Wish)
(Imagen 2).
Fuente de corriente continua regulable de la marca Protek modelo
3003 de 0 a 30V 3A SN: 960013393 (Imagen 3).
Resistencias (resistores): Varias, de distintos valores.
Conductor metálico de 3 m de largo.
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Imagen 1
Imagen 3
Imagen 2
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Materia: Electromagnetismos Estado Sólido I
Desarrollo de la experiencia
1. Medición de resistencias.
En base al código de colores de las resistencias, seleccione varias de
distintos valores. Prepare una tabla como la que sigue:
Tipo de
Conductor
Colores
Resistencia
prevista (Ω)
Conductor de 3m
---------------
---------------
Amarillo
Violeta
Amarillo
Oro
Naranja
Azul
Rojo
Plata
Resistor 1
Resistor 2
Resistor 3
Resistor 4
Resistor 5
Resistor 6
Resistor 1
9.05 V
Naranja
Negro
Naranja
Oro
Marron
Gris
Rojo
Oro
Gris
Rojo
Negro
Plata
Marron
Verde
Negro
Oro
Resistor 2
0.06 V
Resistencia
medida (1)( Ω)
Resistenacia
medida (2)( Ω)
470000Ω
5% Tolerancia
469000Ω
471000Ω
3600Ω
10% Tolerancia
3560Ω
3580Ω
30000Ω
5% Tolerancia
29900Ω
29700Ω
1800Ω
5% Tolerancia
1798Ω
1805Ω
85Ω
83.9Ω
16Ω
15.8Ω
82Ω
10% Tolerancia
15Ω
5% Tolerancia
Tensión Eléctrica (V)
Resistor 3
Resistor 4
0.55 V
0.03 V
Resistor 5
0.001 V
Resistor 6
0V
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Mida las resistencias de los distintos conductores:
(1) Sosteniendo puntas del multímetro y conductores con sus manos,
apretando fuertemente con los dedos para asegurar un buen contacto.
(2) Insertando cada extremo del conductor a medir en un agujero del
protoboard (pruebe distintas posiciones relativas de los agujeros y saque
conclusiones sobre el conexionado invisible del protoboard) y apoyando
cada punta del multímetro en un extremo del conductor.
Las distintas mediciones son similares, difieren mínimamente debido a las
tolerancias de cada una.
2. Medición de tensiones.
Atención: Excluya de esta parte de la experiencia los conductores
metálicos y cualquier resistor de valor menor a 200 Ω.
Inserte distintos resistores en el protoboard (tenga en cuenta sus
conclusiones sobre el conexionado invisible) y aplique, mediante la fuente,
una tensión de 10 V entre sus extremos. Mida la tensión entre extremos
con el multímetro.
Atención: Asegúrese de haber comprendido las explicaciones sobre
manejo de la fuente, particularmente, la limitación de corriente.
Conecte en serie 4 resistencias de distintos valores. Aplique 10 V entre
extremos y mida la tensión sobre cada resistencia y entre todos los pares
de puntos posibles. Anote los resultados en un dibujo que represente el
circuito armado.
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Se utilizaron las siguientes resistencias:
R1 = Amarillo, Violeta, Amarillo = 470000Ω
R2 = Naranja, Azul, Rojo = 3600Ω
R3 = Naranja, Negro, Naranja = 30000Ω
R4 = Marron, Gris, Rojo = 1800Ω
R5= Gris, Rojo, Negro = 82 Ω
R6 = Marrón, Verde, Negro = 15 Ω
Tensión total de 10 V
Medición:
VR1 = 9,05v
VR2 = 0,06v
VR3 = 0,55v
VR4 = 0,03v
VR5 = 0,001v
VR6 = 0v
Total Sumado = 9,691v
VR12 = 9,16V
VR34 = 0,60V
VR56 = 0,001V
Total Sumado = 9,761v
La diferencia obtenida de la medición en serie (10v) y la suma de la
medición individual (9,7v) es provocada por la resistencia interna que posee
el multímetro (900.000 Ω). Al medir resistencias de gran valor (la de 470.000
Ω, por ejemplo), se aumenta la tensión del resto del circuito y se disminuye
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el valor de la resistencia medida. Cuanto más próximo es el valor de la
resistencia al valor de la resistencia interna del multímetro, más grande es
la reducción.
Desconecte la fuente y mida las resistencias entre los mismos puntos
anteriores. Anote y compare los resultados de ambas series de mediciones.
Con la fuente desconectada: las resistencias valen lo mismo, y la tensión
es cero por no haber voltaje.
Medición de resistencias. Elabore una explicación de los resultados
obtenidos. Justifique las diferencias observadas entre las tres últimas
columnas de la tabla de medición de resistencias.
Resistencia prevista: en base a los colores de cada resistencia se
obtiene, el valor resistivo de cada una de ellas el cual, debe encontrarse
dentro de la tolerancia indicada por el fabricante.
Resistencia medida (1): Al medir con las manos, el cuerpo influye en
las mediciones realizadas por lo tanto, los valores obtenidos se ven
afectados.
Resistencia medida (2): Al medir con la ayuda del protoboard, los
valores obtenidos son los que, realmente posee la resistencia que se
encuentra siendo medida.
Medición de tensiones. Justifique los valores mostrados en la última
columna de la tabla.
En la última columna de la tabla se puede observar que, para todas las
resistencias los valores de tensión son iguales esto se debe a que, para
medir la tensión sobre un elemento dado de un circuito se debe conectar
el multímetro en paralelo con dicho elemento y, dado que solo se está
midiendo la tensión de una resistencia conectada en paralelo con una
fuente de tensión, lo que se mide es la diferencia de potencial de dicha
fuente.
Compare los valores de tensión con las resistencias correspondientes.
Justifique los resultados.
La caída de tensión, se encuentra relacionada al valor de cada
resistencia y, a la intensidad de corriente que circula por el circuito de
referencia.
Dado que la intensidad de corriente es constante en cada uno de los
puntos del presente circuito por su conexionado en serie, al disminuir la
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resistencia aumenta la corriente y disminuye la tensión lo cual, ocurre de
forma inversa si se aumenta el valor de la resistencia.
Lo mencionado se puede comprobar con la ley Ohm.
Compare la tensión total con las tensiones entre cada par de puntos
seleccionados.
La suma de los valores de los puntos seleccionados, es igual al valor de
la diferencia de potencial entregada por la fuente.