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UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA TRABAJO PRACTICO Nº 1 Tema: Medición de resistencias y tensiones. Comisión: 4º B Sede: Centro Turno: Noche Grupo 1 Pompini Matias Fransoy Marcelo Santillán Christian Lüssenhoff Patricio -2013Síntesis del trabajo realizado: A continuación, veremos un análisis y estudio de la medición de resistencias, calculada en Ohm. Lo que vamos a ver es varias formas de medir estas resistencias, ya sea de forma teórica o práctica, o bien dentro de la práctica utilizando un protoboard o uniendo con los dedos. Luego de calcular teóricamente y prácticamente las resistencias, comparamos resultados. Introducción: 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( p = resistividad o resistencia específica del material del conductor, medida en (xm). 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”. 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 . 1V 1J 1C O sea: Ambas magnitudes, de gran importancia para la descripción de los fenómenos eléctricos, pueden medirse utilizando el mismo instrumento: El Multímetro. Elementos necesarios Multímetro Protoboard Fuente de corriente continua Resistencias (resistores): Varias, de distintos valores. Conductor metálico de 3 m de largo y trocitos de 10 cm del mismo tipo de conductor. Desarrollo de la experiencia 1. Medición de resistencias. En base al código de colores de las resistencias, seleccione varias de distintos valores (desde unas pocas decenas de ohm, hasta… la más alta que encuentre). Prepare una tabla como la que sigue: Tipo de conductor Conductor largo Conductor corto Resistor 1 Resistor 2 Resistor 3 Resistor 4 Colores N/A Resistencia medida 1() 0.3 Resistencia medida 2() 0,4 N/A 0.1 0.2 12.2 320K 3.70K 220 12.2 320K 3.65K 220 Marron+Rojo+Negro Naranja+Naranja+Amarillo Narajna+Azul+Rojo Rojo+Rojo+Negro Resistencia prevista () 11,4~12.6 313.5K~346.5K 3.42K~3.78K 209~231 (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. 2. Medición de tensiones. Atención: Excluya de esta parte de la experiencia los conductores metálicos y cualquier resistor de valor menor a 200. 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. ¿Esto no se hizo? Desconecte la fuente y mida las resistencias entre los mismos puntos anteriores. Anote y compare los resultados de ambas series de mediciones. Conclusión: Lo que podemos obtener de este informe, es una medición casi idéntica entre lo calculado matemáticamente y lo que medido por el multímetro. Las pequeñas diferencias que vemos, se deben a que cuando hacemos los cálculos teóricos, analizamos un contexto ideal. Cuando vamos a la práctica notamos que eso no es tan cierto. Ya que tenemos factores externos que afectan nuestras mediciones. Cómo el mismo multímetro, el protoboard y demás. También estos cambios pueden afectarse debido a la fuente de corriente a veces varía en pocas décimas el voltaje que entrega. A pesar de esto, las mediciones fueron correctas, salvo en un última instancia dónde notamos una diferencia de más de un 10% en las mediciones práctica a lo calculado en teoría. Luego de desarmar los circuitos y volver a armarlos varias veces, junto al profesor, quedamos en que el error que genera esta diferencia es el multímetro. Descripción del material utilizado: Uso del Multímetro El multímetro es un instrumento que se utiliza para medir diversos parámetros en los circuitos eléctricos. Comprende varios instrumentos en uno, ya que usualmente incluye voltímetro (para medir diferencias de potencial), amperímetro (para medir corrientes) y óhmetro (para medir resistencias), cada uno con varias escalas de medición. Medición de resistencia La conexión es idéntica al caso anterior, (una punta en cada extremo del conductor cuya resistencia se quiere medir) debiendo elegirse la posición correspondiente de la llave selectora. La aparición de un “1” a la izquierda del display estará indicando que la resistencia es mayor que el rango seleccionado, por lo que deberá aumentarse éste hasta conseguir una lectura positiva. Atención: La medición de resistencias debe hacerse sin tensión presente. CORRECCION 26/09/2013 MODIFICADO CON NUEVOS VALORES DE RESISTENCIAS. RESISTENCIA R1 R2 R3 R4 R1 / R2 R1 / R3 R2 / R3 R2 /R4 TENSION 3,88 V 0,08 V 0,19 V 5,83 V 3,96 V 4,15 V 0,28 V 6,10 V DESCONECTAMOS LA FUENTE... CONJUNTO R1 / R2 R1 / R3 R2 / R3 R2 /R4 RESISTENCIA 99,96 Kohm 10,44 Kohm 0,68 Kohm 15,35 Kohm Conclusión: al tener la intensidad constante en todo el circuito, la resistencia es directamente proporcional a la diferencia de potencial. R*I=E