CENTRO DE CIENCIA BÁSICA Curso: Fundamentos de Electromagnetismo Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 1

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1 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 1 PRÁCTICA 2: CIRCUITOS RESISTIVOS EN CORRIENTE DIRECTA PRÓPOSITO: Conocer las características de circuitos resistivos de corriente directa, determinando las características de los series y paralelos y diferenciando cada uno de los conceptos fundamentales. MATERIALES Y EQUIPOS PROCEDIMIENTOS A. Montaje de circuito mínimo para diferencias fuente de fuerza electromotriz y diferencia de potencial y para medir la resistencia interna de una fuente. Antes de conectar el montaje de la figura 1, verifique con ayuda del ohmetro los valores máximos y mínimos de la resistencia variable (reóstato), y ubique la posición del cursor para que la resistencia sea de 5. Haga uso del anexo 1. Para estimar el orden de magnitud de la máxima corriente que logra en su circuito, reemplace en la Ley de Ohm R = 5 W y como voltaje la fem de l apila (1,5 V), con esto selecciona la escala del amperímetro., (1) En la figura 1, se muestra el esquema del circuito de la práctica, que incluye la pila con su respectiva resistencia interna, Ri, el interruptor S, en estado abierto, y el amperímetro (A), todos conectados en serie. El voltímetro (Vab), se conecta en paralelo entre los bornes de la pila. Arme este circuito. Use dos multímetros uno para cada variable. Figura 1. Circuito mínimo con medidores de voltaje y corriente

2 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 2 Haga revisar el montaje por el profesor. Anote como Vo, en la tabla 1, lo que este marcando el voltímetro con el interruptor abierto, esto corresponde a la fuerza electromotriz de la pila (fem) Haga las lecturas en forma rápida para evitar el desgaste innecesario de la pila y cuando no este tomando datos abra el interruptor. Tabla 1. Fem, Diferencia de potencial y Resistencia interna de una pila

3 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 3 B. Medición de resistencias carbono con el Óhmetro y con el código de colores Haga uso de los anexos 1 y 2 Figura 2. Código de colores para hallar el valor de la resistencia eléctrica Tabla 2. Medición de Resistencia de carbono MEDICIÓN DE RESISTENCIAS CON EL CÓDIGO DE COLORES MEDICIÓN DE RESISTENCIAS CON EL OHMETRO Resistencia Valor ΔR Resistencia Valor ΔR R1 R2 R3 R1 R2 R3 B1. Conexión de resistencias en serie Tabla 3. Medición de Resistencia de carbono en serie CONEXIÓN EN SERIE Valor de la Valor de la ANALISIS DE DISCREPANCIA

4 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 4 resistencia equivalente con código de colores resistencia equivalente con el óhmetro Req Valor ΔR Req Valor ΔR B2. Conexión de resistencias en paralelo Tabla 4. Medición de Resistencia de carbono en paralelo CONEXIÓN EN PARALELO Valor de la Valor de la resistencia resistencia equivalente con equivalente con código de colores el óhmetro Req Valor ΔR Req Valor ΔR ANALISIS DE DISCREPANCIA C. CIRCUITO RESISTIVO EN SERIE (CORRIENTE DIRECTA) Haga uso de los anexos 1 y 2 Hacer el siguiente montaje, según la figura 3, con ayuda del Board. Figura 3. Diagrama eléctrico del circuito resistivo en serie Haciendo uso de dos multímetro uno usado como amperímetro y el otro como voltímetro, llene la tabla 1 Tabla 5. Circuito Resistivo en Serie Fem = ; I f (valor teórico) (A)= Discrepancia en VOLTAJE EN LAS RESISITENCIAS (V) CORRIENTE ELÉCTRICA EN LAS RESISITENCIAS (A) Voltaje Valor ΔV Corriente Valor ΔI V1 I1 V2 I2 V3 I3 V f I f V f Discrepancia en I f

5 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 5 D. CIRCUITO RESISTIVO EN PARALELO (CORRIENTE DIRECTA) Haga uso de los anexos 1 y 2 Hacer el siguiente montaje con ayuda del Board. Figura 4. Diagrama eléctrico del circuito resistivo en paralelo Haciendo uso de dos multímetro uno usado como amperímetro y el otro como voltímetro, llene la tabla 6 Tabla 6. Circuito Resistivo en Paralelo Fem = ; I f (valor teórico) (A)= Discrepancia en V f VOLTAJE EN LAS CORRIENTE ELÉCTRICA EN RESISITENCIAS (V) LAS RESISITENCIAS (A) Voltaje Valor ΔV Corriente Valor ΔI V1 I1 V2 I2 V3 I3 Discrepancia en I f V f I f Se debe hacer y entregar un informe tipo artículo sobre este trabajo experimental

6 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 6 ANEXO 1. PROTOCOLO USO ADECUADO DE MEDIDORES ELECTRICOS MULTIMETRO El instrumento de medida más común y básico que se debe saber usar, para la medición de variables eléctricas es el multímetro digital, el cual se muestra en la figura 1. Figura 1. Voltímetro Digital Fuente:

7 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 7 A. MANEJO DEL OHMETRO (para medir resistencia eléctrica R (ohmios) ( ) 1. Verificar conexión de cables de medición Cable negro en el COM (tierra o negativo del medidor) Cable rojo en V, 2. Selección de la función Colocar el selector de función en la parte del medidor que tenga las unidades de resistencia eléctrica ( ) 3. Selector de escala Se debe usar la mayor al tamaño de la variable que se va a medir. Si no se tiene una idea sobre el tamaño de la resistencia, se debe empezar desde la escala mayor y se va disminuyendo 4. Hacer la lectura correctamente Verificar el ajuste de la escala (esto se hace con el medidor encendido y juntando las puntas de los cables de medición. Anotar este desajuste La conexión se debe hacer en paralelo y el elemento al que se le va a medir la resistencia debe estar des energizado(desconectado de fuentes o pilas) Asegurar buena conexión No interferir con la lectura 5. Reportar la medición adecuadamente La medición se debe reportar así R = R ± ΔR, donde ΔR es la incertidumbre absoluta en la medición No confundir el ΔR con el desajuste R es el valor medido, pero si la escala presentó desajuste, si este era positivo, se le resta a la lectura de escala Calcular el ΔR, el error de escala es el último digito de la visualización, pero metrológicamente se debe normalizar dividiendo por

8 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 8 B. MANEJO DEL VOLTIMETRO (para medir diferencia de potencial eléctrico (voltios) (V) 1. Verificar conexión de cables de medición Cable negro en el COM (tierra o negativo del medidor) Cable rojo en V, 2. Selección de la función Colocar el selector de función en la parte del medidor que tenga las unidades de voltaje de directa ( ), o de alterna (V ~) 3. Selector de escala Hay dos escalas: de directa ( ), o de alterna (V ~), seleccionar la adecuada de acuerdo al tipo de función Se debe usar una escala de valor mayor al tamaño de la variable que se va a medir. Si no se tiene una idea sobre el tamaño el orden de magnitud del voltaje, se debe empezar desde la escala mayor, y se va disminuyendo 4. Hacer la lectura correctamente Verificar el ajuste de la escala (esto se hace con el medidor encendido), Si al estar las puntas de medición separadas se visualiza un dato en la pantalla, esto se debe anotar como el desajuste La conexión se debe hacer en paralelo Asegurar buena conexión 5. Reportar la medición adecuadamente V = V ± ΔV La medición se debe reportar así V = V ± ΔV, donde Δv es la incertidumbre absoluta en la medición No confundir el Δv con el desajuste R es el valor medido, pero si la escala presentó desajuste, si este era positivo, se le resta a la lectura de escala y si es negativo se le suma Calcular el Δv, el error de escala es el último digito de la visualización, pero metrológicamente se debe normalizar dividiendo por

9 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 9 C. MANEJO DEL AMPERIMETRO (para medir Corriente eléctrica (Amperios) (A) 1. Verificar conexión de cables de medición Cable negro en el COM (tierra o negativo del medidor) Determinar de manera teórica el tamaño de la corriente, se calcula, Si es del orden de magnitud de miliamperios, el cable rojo se conecta en ma. Pero si es del orden de magnitud de amperios, el cable rojo se conecta en A 2. Selección de la función Colocar el selector de función en la parte del medidor que tenga las unidades de corriente eléctrica de directa ( ), o de alterna (A ~) 3. Selector de escala Hay dos escalas: de directa ( ), o de alterna (A ~), seleccionar la adecuada de acuerdo al tipo de función Se debe usar una escala de valor mayor al tamaño de la variable que se va a medir y con la conexión de cables apropiada como se dio en el numeral 1, con ese mismo cálculo se selecciona la escala mayor. 4. Hacer la lectura correctamente Verificar el ajuste de la escala (esto se hace con el medidor encendido), Si al estar las puntas de medición separadas se visualiza un dato en la pantalla, esto se debe anotar como el desajuste La conexión se debe hacer en SERIE, ojo, esto requiere armar un circuito mínimo Asegurar buena conexión 5. Reportar la medición adecuadamente A= A ± ΔA La medición se debe reportar así A= A ± ΔA, donde ΔA es la incertidumbre absoluta en la medición No confundir el ΔA con el desajuste R es el valor medido, pero si la escala presentó desajuste, si este era positivo, se le resta a la lectura de escala y si es negativo se le suma Calcular el ΔA, el error de escala es el último digito de la visualización, pero metrológicamente se debe normalizar dividiendo por

10 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 10 E. MANEJO DEL CAPACIMETRO (para medir capacitancia eléctrica C (en faradios = F) 1. Verificar conexión de cables de medición Cable negro en el COM (tierra o negativo del medidor) Cable rojo en f,v,r 2. Selección de la función Colocar el selector de función en la parte del medidor que tenga las unidades frecuencia esto es F 3. Selector de escala Se debe usar una escala de valor mayor al tamaño de la variable que se va a medir, si no se conoce, se empieza con la mayor y se va disminuyendo no al revés 4. Hacer la lectura correctamente Verificar el ajuste de la escala (esto se hace con el medidor encendido), Si al estar las puntas de medición separadas se visualiza un dato en la pantalla, esto se debe anotar como el desajuste La conexión se debe hacer en paralelo Asegurar buena conexión 5. Reportar la medición adecuadamente C = C± ΔC La medición se debe reportar así C = C± ΔC, donde ΔC es la incertidumbre absoluta en la medición No confundir el ΔC con el desajuste R es el valor medido, pero si la escala presentó desajuste, si este era positivo, se le resta a la lectura de escala y si es negativo se le suma Calcular el ΔC, el error de escala es el último digito de la visualización, pero metrológicamente se debe normalizar dividiendo por

11 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 11 D. MANEJO DEL FRECUENCIMETRO (para medir frecuencia (en Hertz = Hz) 1. Verificar conexión de cables de medición Cable negro en el COM (tierra o negativo del medidor) Cable rojo en f,v,r 2. Selección de la función Colocar el selector de función en la parte del medidor que tenga las unidades frecuencia esto es Hz 3. Selector de escala Solo tiene dos escalas. Usar la mayor y luego bajar 4. Hacer la lectura correctamente Verificar el ajuste de la escala (esto se hace con el medidor encendido), Si al estar las puntas de medición separadas se visualiza un dato en la pantalla, esto se debe anotar como el desajuste La conexión se debe hacer en paralelo Asegurar buena conexión 5. Reportar la medición adecuadamente f = f ± Δf La medición se debe reportar así f = f ± Δf, donde Δf es la incertidumbre absoluta en la medición No confundir el Δf con el desajuste R es el valor medido, pero si la escala presentó desajuste, si este era positivo, se le resta a la lectura de escala y si es negativo se le suma Calcular el Δf, el error de escala es el último digito de la visualización, pero metrológicamente se debe normalizar dividiendo por

12 Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 12 ANEXO 2: USO DEL BOARD O TABLERO DE CONEXIONES Un Board, es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos. Cuando los circuitos se alimenten con corriente alterna, la frecuencia de ésta, debe ser relativamente baja inferior a 10 ó 20 MHz, Fuente: UKEwi5sP6ArPPLAhXKrB4KHYE2DCUQ_AUIBigB#tbm=isch&q=usos+del+protoboard Un board tiene 3 regiones: canal central, es la región localizada en el medio del board, se usa para colocar los circuitos integrados; Buses Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard, se representan por las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules (buses negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a estas, no existe conexión física entre ellas, (La fuente de voltaje, generalmente se conecta aquí); Pistas: La pistas se localizan en la parte central del protoboard, se representan y conducen según las líneas rosas En la zona denominada pistas, los orificios verticales antes del y después del canal central equivalen a puntos comunes, y los horizontales son puntos diferentes. Fuente: PLAhXKrB4KHYE2DCUQ_AUIBigB#tbm=isch&q=usos+del+protoboard&imgrc=Uxc_wyAsBolLcM%3A