OBJETIVO

Aprender a utilizar los instrumentos básicos de medida de la corriente y del voltaje: amperímetro y voltímetro respectivamente. Comparar la ley de Ohm.

MARCO TEORICO

Un voltímetro es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito, tal como se indica esquemáticamente en la figura 1. Observemos que el voltímetro se conecta en paralelo. Los voltímetros se suelen construir utilizando un microamperímetro (o galvanómetro) como aparato base al que se añade en serie una resistencia. Esta resistencia, junto a las características del aparato base, define el margen de medida del voltímetro. Los voltímetros usuales disponen de varias escalas, lo que significa que el fabricante ha montado en su interior las resistencias adecuadas para cada una de ellas. Desde el punto de vista de una red eléctrica, el circuito equivalente de un voltímetro es su resistencia interna.

Un 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, de modo que la corriente a medir circule por el interior del mismo (figura 1): los amperímetros se conectan en serie. Los amperímetros analógicos se suelen construir utilizando un microamperímetro como aparato base al que se conecta una resistencia en paralelo. Esta resistencia, junto a las características del aparato base, define el margen de medida del amperímetro. Los amperímetros usuales disponen de varias escalas, que el fabricante define montando en el interior del aparato las resistencias adecuadas para cada una de ellas. Desde el punto de vista de la red eléctrica en la que se utiliza el aparato, el circuito equivalente de un amperímetro es su resistencia interna. Un amperímetro ideal no modificaría las corrientes y potenciales de un circuito al instalarlo en el mismo. De tal forma que la corriente medida sería efectivamente

la existente antes de conectar el aparato. El amperímetro ideal presentaría una resistencia interna nula. Sin embargo, los amperímetros presentan una resistencia no nula, y ello supone que al conectarlo se modifican las corrientes y potenciales del circuito. Este hecho se conoce como efecto de carga del amperímetro, y justifica la importancia de conocer las características del aparato que en su momento se utiliza, y saber deducir de las mismas si su efecto de carga es o no es despreciable. Si el efecto de carga es despreciable, entonces podremos hacer uso del amperímetro como si se tratara de un aparato ideal, situación deseable desde el punto de vista práctico. Si por el contrario el efecto de carga no es despreciable, entonces todavía se puede hacer uso del amperímetro, pero teniendo en cuenta que la corriente medida es distinta de la preexistente antes de conectar el aparato, la cual puede calcularse en algunos casos a partir de la medida.

EQUIPO Y DIAGRAMA DE INSTALACION

Una fuente de alimentación

Una base de conexión

Tiras de conexión cortas y largas

Una resistencia de 100 Ohmios

Una lámpara incandescente de 12 voltios

Multímetros (Analógico y digital)

Cables de conexion

DIAGRAMA DE INSTALACION:

PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES

1. Observe el rango de medidas de cada uno de los instrumentos (voltimetro y amperimetro).

2. Verifique el valor de las resistencias utilizando el ohmímetro (multitester digital) y anote en la tabla 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 y la corriente eléctrica en cada una de las resistencias. Anote los datos.

5. Cambie a la posición 2 mida el voltaje y la corriente eléctrica como en el paso 4. Repita las mediciones anteriores para las posiciones 3 y 4 de la fuente. Anote los datos.

TABLA 1

R1 (Ohm) R2 (Ohm)

Inst Analog. Inst. Digit. Inst Analog. Inst. Digit.

N° ε I(A) V(V) I(A) V(V) I(A) V(V) I(A) V(V)

1 3 Volt. 0.03 3 0.03 2.96 0.03 3 0.03 2.96

2 6 Volt. 0.06 6 0.06 6 0.06 6 0.06 6

3 9 Volt. 0.09 9 0.09 8.89 0.09 9 0.09 8.89

4 12 Volt. 0.12 12 0.12 11.9 0.12 12 0.12 11.9

OBSERVACIONES EXPERIMENTALES

1. Anotar los rangos de medida para el voltímetro y amperímetro

2. Escriba Ud., el error instrumental que tiene cada uno de los instrumentos que ha utilizado para cada rango de medidas.

3. Anote sus observaciones experimentales adicionales

ANÁLISIS DE DATOS

1. Calcule la relación V/I para los valores correspondientes de V e I. Anotamos en la tabla 1. Anotados en la tabla 1. Para el caso de R1.

Instrumento Analógico Instrumento Digital

R1=30.03

=100Ω R1=2.960.03

=98.67Ω

R2=60.06

=100Ω R2=60.06

=100Ω

R3=90.09

=100Ω R3=8.890.09

=98.78Ω

R4=120.12

=100Ω R4=11.90.12

=99.17Ω

2. 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.

R=∑ R in

Inst. Analógico Inst. Digital

R=(100+100+100+100)Ω4

=100Ω

R=(98.67+100+98.78+99.17)Ω

4=99.155Ω

e%=|101−100|101

×100 e%=|101−99.155|

101×100

e%=0.99 e%=1.83

Dato: Resistencia Teorica (101Ω)

3. Grafique I=f(V) para la resistencia R2 y diga que curva representa. Escriba la ecuación tipo ¿La curva pasa por el origen? ¿Por qué?

3 6 9 120

0.03

0.06

0.09

0.12

Instrumento Analogico

Representa una recta

Ecuación: I=( 1R )V +0

La curva se aproxima al origen lo cual nos indica que la fuente electromotriz no suministra electricidad por lo tanto las resistencias no registran el paso de los electrones, siempre que la curva pase por el origen.

2.96 6 8.89 11.90

0.03

0.06

0.09

0.12

Instrumento Digital

4. Utilizando el método de los mínimos cuadrados encuentre el parámetro o parámetros de la ecuación tipo (del gráfico) y sus errores respectivos.

Instrumento Analógico R2

N° X=V I=Y X.Y X2

1 3 0.03 0.09 9

2 6 0.06 0.36 36

3 9 0.09 0.81 81

4 12 0.12 1.44 144

∑ 30 0.3 2.7 270

Para “a”:

a=4 (2.7 )−(30)(0.3)4 (270 )−(30)2

a=0.01

Para “b”:

b=0.3 (270 )−(30)(2.7)4 (270 )−(30)2

b=0

Ecuación: I=(0.01 )V +0

Error en A:

E ( A )=M √ n

n∑ (X i)2−(∑ X i)

2

Si:

M=√∑∫ i2(n−2)

I−AV−B2

(0.03−(0.01 ) (3 ) )−(0 )2=0

(0.06−(0.01 ) (6 ) )−(0 )2=0

(0.09−(0.01 ) (9 ) )− (0 )2=0

(0.012−(0.01 ) (12 ) )−(0 )2=0

5. ¿Qué significado físico tienen los parámetros determinados?

A: La pendiente indicando la resistencia ( 1R )B: El desplazamiento en el eje Y, indica la intensidad de corriente eléctrica.

6. 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?

Ejemplo

V(V) 10 20 30 40

I(A) 0.2 0.4 0.6 0.8

0.2 0.4 0.6 0.80

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Tanθ=∆V∆ I

=R

θ

R= 300.6

=50Ω

Por lo tanto el valor de R se obtendrá a partir de la tabla

R=∆VI

= 100.2

= 200.4

= 300.6

= 400.8

=cte

CONCLUSIONES

Un voltímetro es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito. El voltímetro se conecta en paralelo.

Desde el punto de vista de una red eléctrica, el circuito equivalente de un voltímetro es su resistencia interna.

Un amperímetro, es un instrumento destinado a medir la intensidad de la corriente eléctrica que recorre una rama dada de un circuito. Los amperímetros se conectan en serie.

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS:

Tener unos materiales más nuevos ya que muchos de los q usamos están dañados o muy viejos, por ejemplo la polea al momento de aumentar la masa tiene ruidos extraños y las maderas están muy dañadas y pintadas.

Es recomendable hacer el análisis de datos en un solo sistema de unidades para que no haya confusión al momento de llenar los cuadros.

Se requiere de diferentes pesas para la masa “A” para llegar a un rozamiento estático y cinético más exacto.