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Transcripción

1 CONEXIÓN CORTA PARA RESISTENCIAS GRANDES Y CONEXIÓN LARGA PARA RESISTENCIAS PEQU UEÑAS I. OBJETIVOS: Comprobar de manera experimental la relación existente entre la tensión y la corriente, en un conjunto de resistencias de un circuito eléctrico. Reconocer el tipo de conexiónn a utilizar, de acuerdo al valor de la resistencia (grande o pequeño). II. FUNDAMENTO TEORICO: De los métodos para la determinación de resistencias, el más simple se deduce de la aplicación de la Ley de Ohm. Si aplicamos una ddp conocida entre los extremos de una resistencia, cuyo valor deseamos determinar, y medimos las corrientes que circula por la misma, el valor de la resistencia, R, del elemento se puede calcular aplicando: La resistencia es una característica del material conductor y depende solo de sus dimensiones, del tipo de material del cual está hecho y de su temperatura. La resistencia no depende ni de V ni de I. De esta forma, una técnica simple de medir el valor de una resistencia es midiendo V e I con un voltímetro y un amperímetro. Mediante este método, existen dos configuraciones posibles para la determinación del valor de una resistencia incógnita; la conexión corta y la conexión larga. Debido a la resistencia interna propia de los instrumentos de medición empleados, en ambos casoss se cometen errores sistemáticos que pueden corregirse fácilmente mediante la aplicación la Ley de Ohm Laboratorio De Circuitos Eléctricos I Página 1 Informe Nº3: Conexión Corta Para Resistencias Grandes Y Conexión Larga Para

2 CONEXIÓN LARGA Se observa que el amperímetro se conecta en serie con la resistencia incógnita, mientras que el voltímetro está en paralelo con los anteriores. En esta configuración, el amperímetro mide exactamentee la corriente, Ix, que circula por la resistencia incógnita, Rx, mientras que el voltímetro nos da una indicación errónea, pues mide la suma de las caídas de tensión en la resistencia incógnita y en el amperímetro. Aplicando la Ley de Ohm resulta: Pero como Vm = VA + Vx y I = Im entonces: De donde: Con lo cual queda demostrado que el valor de la resistencia medida es la suma del valor de la resistencia incógnita más la interna del amperímetro. CONEXIÓN CORTA En esta configuración, el voltímetro está conectado en paralelo a la resistencia incógnita, Rx, y el amperímetro está conectadoo en serie con ambos instrumentos. Así, el voltímetroo nos dará la indicación correcta de tensión, Vx, en los extremos de la resistencia incógnita, Rx, mientras que el amperímetro mide la suma de las corrientes derivadas, IV, a través del voltímetroo e, Ix, a través de la resistencia incógnita, esto es: Aplicando a estee caso la Ley de Ohm nos queda: Laboratorio De Circuitos Eléctricos I Página 2 Informe Nº3: Conexión Corta Para Resistencias Grandes Y Conexión Larga Para

3 La corriente que se deriva por el voltímetro depende de su resistencia interna, Rv, reemplazando en la expresión de Rm: Expresando en términos de las conductancias (G = 1/R): De aquí: Por tanto en esta configuración debemos conocer el valor de la resistencia interna del voltímetro a fin de corregir el error introducido en la medición. III. PARTE EXPERIMENTAL: MATERIALES Un voltímetro Un amperímetro Un vatímetro 5 Reóstatos Fuente de tensión variable en corriente continua Un multitester Cables de conexión Laboratorio De Circuitos Eléctricos I Página 3 Informe Nº3: Conexión Corta Para Resistencias Grandes Y Conexión Larga Para

4 IV. PROCEDIMIENTOS CONEXIÓN CORTA PARA RESISTENCIAS GRANDES 1. CONEXIÓN DE LOS REOSTATOS EN SERIE Primero conectamos un cable en la perilla izquierda inferior del primer reóstato, la cual ira conectado al vatímetro 3A. Luego se conecta el extremo de otro cable en la perilla superior del primer reóstato y a la vez el otro extremo ira conectado al segundo reóstato en la perilla izquierda inferior. Al finalizar se conecta el extremo de otro cable en la perilla superior del segundo reóstato y el otro extremo ira conectado a la perilla del vatímetro de 240v. 2. CONEXIÓN DEL VOLTIMETRO, AMPERIMETRO Y VATIMETRO Primero conectamos un cable a la perilla de símbolo + del voltímetro la cual será que conectara a la fuente luego como una conexión paralela. Luego usamos un cable y lo conectamos a la perilla de símbolo del voltímetro, a la vez conectaremos otro cable en el mismo lugar del primer cable mencionado. La cual a la vez conectaremos dicho cable a la perilla de símbolo del amperímetro, luego usamos otro cable y conectamos en la perilla donde está el símbolo + del mismo. De este último cable lo conectaremos al vatímetro, para lo cual tenemos tener en cuenta que primero conectaremos en serie la bobina amperométrica del vatímetro y luego en paralelo la bobina voltimetrica. Laboratorio De Circuitos Eléctricos I Página 4

5 Para esta conexión usando el cable del amperímetro de salida del símbolo + lo conectamos al +/- de la bobina amperométrica, a la vez lo conectamos a la perilla de 5A del vatímetro y usando un cable como puente conectamos a la perilla +/- de la bobina voltimetrica. De ahí conectamos un cable a la perilla de 240V y otro cable externo al puente hecho por las perillas de 5A y +/- del vatímetro. 3. FINALMENTE La última conexión será entre el vatímetro con el primer y segundo reóstato, la cual el primer reóstato estará conectada en el puente del vatímetro y el segundo reóstato estará conectado en la perilla de 240V. del vatímetro.(como se muestra en el diagrama) Quedando nuestro sistema listo para conectar a la fuente de corriente continua. A continuación, encenderemos nuestra fuente y elegiremos el voltaje máximo para hacer la recolección de datos adecuado a lo planteado en el laboratorio. Ya tomado nuestros datos lo llevamos a nuestra siguiente tabla para luego hacer los cálculos correspondientes: Voltaje Rx Amperímetro CASOS (V) (Ω) (A) Para este caso, nuestro propósito será hallar el valor de la resistencia del amperímetro, para lo cual tenemos que tener en cuenta lo siguiente: I = Laboratorio De Circuitos Eléctricos I Página 5

6 = + = R a + R x.: R a = - R x (*) Reemplazando los datos obtenidos en la ecuación *, se tiene:.: Ra = Ω = 0.25 Ω.. CONEXIÓN LARGA PARA RESISTENCIAS PEQUEÑAS 1. CONEXIÓN DE LOS REOSTATOS EN PARALELO Primero conectamos un cable en la perilla izquierda inferior del primer reóstato, la cual ira conectado al vatímetro 3A. Luego se conecta otro cable en la misma posición del primer cable y se conecta al segundo reóstato en la misma posición que el primer reóstato conectado.(hacer la misma conexión del segundo reóstato al tercero) De ahí conectamos un extremo de un cable en la perilla superior del primer reóstato y el otro extremo se conectara al segundo. Finalmente se conecta el segundo reóstato con el tercero (como en el caso anterior), luego se conecta otro cable en la perilla del tercer reóstato la cual ira conectado al vatímetro en la ubicación correspondiente. Laboratorio De Circuitos Eléctricos I Página 6

7 2. CONEXIÓN DEL VOLTIMETRO, AMPERIMETRO Y VATIMETRO Primero conectamos un cable en la perilla de signo positivo del amperímetro, la cual el otro extremo ira conectado a la fuente de polo positivo. luego conectamos otro cable en la perilla de signo negativo del amperímetro para ser conectado al voltímetro en la perilla de signo positivo. De ahí se conectará un cable en la misma posición del cable anterior, para luego ser conectado a la fuente y vatímetro correspondiente. Después se conecta un conecta la perilla de signo negativo con la perilla +/- de la bobina amperometrica (vatímetro). En esta parte de la conexión del vatímetro se conectara la perilla de 3A con la perilla +/- de la bobina voltimetrica (conexión puente). Al final se conectan cables en las perillas de 3A y de 240V para su respectiva conexión con el circuito de resistencia y voltímetro.. 3. FINALMENTE La última conexión será entre el vatímetro con el primer y tercer reóstato, la cual el primer reóstato estará conectada en el puente del vatímetro y el segundo reóstato estará conectado en la perilla de 240V. del vatímetro.(como se muestra en el diagrama) Quedando nuestro sistema listo para conectar a la fuente de corriente continua. Voltaje Rx Amperímetro CASOS (V) (Ω) (A) Para este caso, nuestro propósito será hallar el valor de la resistencia del amperímetro, para lo cual tenemos que tener en cuenta lo siguiente: Laboratorio De Circuitos Eléctricos I Página 7

8 I = = + = +.: R V = R X (*) Reemplazando los datos obtenidos en la ecuación *, se tiene:.: R V =.. = 1.68 mω.. V. CONCLUSIONES: Para la interpretación del esquema es necesario conocer la simbología. Durante el montaje del circuito se debe de seguir correctamente de acuerdo al esquema presentado, para evitar la producción de cortos circuitos. Siempre que se conozca el valor aproximado de la magnitud que se esta midiendo se debe ajustar el multímetro. Con el procedimiento ya seguido en conexión larga, nuestro objetivo es que la resistencia del voltímetro no dificulte la caída de tensión, es por ello que se trabajo con un potencial relativamente alto. Con la conexión corta, concluimos que la resistencia que pasa por el amperímetro es mínima. Laboratorio De Circuitos Eléctricos I Página 8