Guías de Prácticas de Laboratorio

Transcripción

1 Guías de Prácticas de Laboratorio Número de Páginas: 4 Identificación: GL-AA-F-1 Revisión No.: 2 Fecha Emisión: 2018/01/31 Laboratorio de: FÍSICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Titulo de la Práctica de Laboratorio: Elaborado por: Revisado por: Aprobado por: Luis Miguel Mendoza Carlos Hernández Felipe Riaño Perez Diego Quiroga Daza Rosa Yaneth Mendez Martin Docentes Planta Departamento de Física Jefes Division de Laboratorios Bogota y Campus Nueva Granada Vicerrectora Académica Pagina 1 de 10

2 Control de Cambios Descripción del Cambio Actualización al nuevo formato Justificación del Cambio Establecido por el sistema de gestión de calidad. Fecha de Elaboración / Actualización 12/06/2018 Pagina 2 de 10

3 1. FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: Departamento de Física 2. PROGRAMA: Ingeniería: Multimedia, Civil, Mecatrónica, Industrial y Telecomunicaciones. 3. ASIGNATURA: Laboratorio de Física Electricidad y Magnetismo 4. SEMESTRE: Tercero, Cuarto 5. OBJETIVOS: Que el estudiante al medir la tensión y corriente eléctrica en resistencias óhmicas conectadas a una fuente de tensión DC, pueda: - De acuerdo a la distribución geométrica de las resistencias, describir como se distribuye los valores de la tensión y la corriente en cada resistencia. - A partir de valores de corriente y tensión obtenidos verificar que en serie la corriente es la misma y que la distribución de tensiones se explica a partir de la ley de conservación de energía para el campo eléctrico conservativo. - A partir de valores de corriente y tensión obtenidos verificar que en paralelo la tensión es la misma y la distribución de corrientes se explica a partir de la ley de conservación de la carga eléctrica. - A partir de la definición de resistencia y los de valores de corriente y tensión con resistencias en serie y en paralelo verificar la expresión de resistencia equivalente en serie y la resistencia equivalente en paralelo. - A través de resistencias en serie reconocer como se obtiene un divisor de tensión y a través de resistencias en paralelo como se obtiene un divisor de corriente. - Adquirir habilidad en la medición de cantidades eléctricas, como tensión, corriente y resistencia, y en el diseño y montaje de circuitos en serie y en paralelo. 6. MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE O EQUIPOS DEL LABORATORIO: DESCRIPCIÓN (Material, reactivo, instrumento, software, hardware, equipo) Resistencias con valores de 1 kω, 2 kω, 5 kω y 10 kω CANTIDAD UNIDAD DE MEDIDA 4 juegos No aplica Pagina 3 de 10

4 fuente de tensión variable de 1 a 20 VDC (20 W), 4 Voltios Multímetro 4 Voltios y Amperios interruptores de 2 posiciones 4 No aplica Protoboard 4 No aplica Cables de Conexión 4 juegos No aplica 7. PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS A UTILIZAR: La conexión inadecuada de los instrumentos de mediciones eléctrica y la escogencia inadecuada de escalas pueden ocasionar el daño de los medidores, es necesario tener presentes las recomendaciones pertinentes de conexión y de escalas para cada instrumento específico. Para proteger los metros y los elementos de circuito utilizar siempre interruptores. Conocer las especificaciones de corriente máxima para las fuentes y potencia máxima para resistencias. 8. PROCEDIMIENTO, MÉTODO O ACTIVIDADES: PARTE UNO CIRCUITOS DC CON RESISTENCIAS EN SERIE. - V erifique con el ohmímetro la conductividad, o continuidad, de los cables y del tablero,de conexiones, (o protoboard), suministrados para la práctica. - Mida con el ohmímetro el valor de las resistencias suministradas para la práctica y registre su valor. V erifique su proximidad al valor nominal. - S obre el protoboard conecte las resistencias a la fuente de tensión de acuerdo al circuito de la figura 1, manteniendo el interruptor s abierto. Pagina 4 de 10

5 - Después de montado el circuito cierre el interruptor s y mida la tensión en cada resistencia. Para esto coloque el voltímetro en la mayor escala y conecte el voltímetro en paralelo en cada resistencia R, como se muestra en la figura 2. El diagrama de circuito que representa la conexión del voltímetro para medir la tensión aparece en la figura 3. Mida la tensión el fuente fem. De acuerdo a la lectura obtenida, analice y halle cual sería la menor escala del voltímetro que se podría utilizar para esta medida en cada resistencia. Pagina 5 de 10

6 - Mida la tensión de varias resistencias como la figura 4, por ejemplo entre los puntos C y F, Verifique que la tensión total V C -F, de ellas corresponde a la suma de tensiones de las resistencias entre estos puntos. V CF = V CD+V DE +V EF. R epita este proceso con otros ejemplos, para varias configuraciones de dos res is tencias, tres, cuatro y cinco res is tencias. - Manteniendo la configuración del circuito de la figura 1, mida la corriente de cada resistencia. P ara ello con el interruptor s abierto, coloque el Pagina 6 de 10

7 Amperímetro en la escala más alta y conecte el amperímetro EN SERIE, como en la figura 5. El diagrama de circuito que representa la conexión del Amperímetro para medir la corriente aparece en la figura 6. - Para medir la corriente en un punto vale la pena resaltar que conectar en serie el amperímetro significa ABRIR el circuito en ese punto. Ver la figura 6. Esto se puede describir diciendo que se desconecta el circuito en ese punto. Luego de abierto o desconectado el circuito en el punto, se CIERRA el circuito con el amperímetro o en otras palabras se conecta el circuito con el amperímetro. Algunas veces se dice que se hace puente con el amperímetro para cerrar el circuito. Así se obtiene que la corriente del punto pase a través del amperímetro Después de que el profesor verifique que la conexión es correcta cierre el interruptor y lea la medición del amperímetro. De acuerdo a la lectura obtenida, analice y halle cual sería la menor escala del amperímetro que se podría utilizar para esta medida. - En la escala seleccionada mida la corriente en todos los puntos de A a F, Compare las mediciones obtenidas y explique el resultado. A partir de lo valores de tensión y corriente medidos calcule el valor de cada resistencia. - Repita el cálculo para hallar el valor de la resistencia en los puntos AB, AC, AD, etc. Como se relacionan estos cálculos con el valor de las resistencias? - Que es un divisor de tensión, (o de voltaje), y como puede obtenerse de acuerdo al montaje desarrollado y los resultados obtenidos? PARTE DOS. CIRCUITOS DC CON RESISTENCIAS EN PARALELO. - Sobre el protoboard conecte las resistencias a la fuente de tensión de acuerdo al circuito de la figura 7, manteniendo el interruptor s abierto. - Después de montado el circuito cierre el interruptor s y mida la tensión en cada resistencia. Para esto coloque el voltímetro en la mayor escala y conecte el voltímetro en paralelo en cada resistencia R, como se muestra en la figura 8. El diagrama de circuito que representa la conexión del voltímetro para medir la tensión aparece en la figura 9. Pagina 7 de 10

8 - Mida la tensión de la fuente (fem). De acuerdo a la lectura obtenida, analice y halle cual sería la menor escala del voltímetro que se podría utilizar para esta medida en cada resistencia. - Manteniendo la configuración del circuito de la figura 7, mida la corriente de cada resistencia. Para ello con el interruptor s abierto, coloque el Pagina 8 de 10

9 Amperímetro en la escala más alta y conecte el amperímetro EN SERIE con cada resistencia, como en la figura 10. El diagrama de circuito que representa la conexión del Amperímetro para medir la corriente aparece en la figura Para medir la corriente en un punto vale la pena resaltar que conectar en serie el amperímetro significa ABRIR el circuito en ese punto. Ver la figura 10. Esto se puede describir diciendo que se desconecta el circuito en ese punto. Luego de abierto o desconectado el circuito en el punto, se CIERRA el circuito con el amperímetro o en otras palabras se conecta el circuito con el amperímetro. Algunas veces se dice que se hace puente con el amperímetro para cerrar el circuito. Así se obtiene que la corriente del punto pase a través del amperímetro. - Después de que el profesor verifique que la conexión es correcta cierre el interruptor y lea la medición del amperímetro. - De acuerdo a la lectura obtenida, analice y halle cual sería la menor escala del amperímetro que se podría utilizar para esta medida. - Mida la corriente en todos los puntos de G a L, Compare las mediciones obtenidas y explique el resultado. - A partir de lo valores de tensión y corriente medidos calcule el valor de cada resistencia. - Repita el cálculo para hallar el valor de la resistencia en los puntos BH, CI, DJ, EK, FL. Cómo se relacionan estos cálculos con el valor de las resistencias? - Qué es un divisor de CORRIENTE, y como puede obtenerse de acuerdo al montaje desarrollado y los resultados obtenidos? 9. RESULTADOS ESPERADOS: Se espera que el estudiante a partir de la medición para los problemas propuestos verifique el valor de las corrientes y de las tensiones predicho por las leyes de conservación de carga y energía eléctrica para circuitos con arreglos de resistencias en serie y paralelo. 10. CRITERO DE EVALUACIÓN A LA PRESENTE PRÁCTICA (23) 20% Presentación escrita del marco teórico de la práctica a desarrollar que incluye: portada, objetivos, desarrollo del marco teórico, procedimiento, bibliografía y webgrafía; y/o quiz. Pagina 9 de 10

10 80% Presentación escrita del informe de la práctica totalmente desarrollada, con adecuada ortografía y redacción que incluye: toma de datos, representación gráfica de los datos (tablas, graficas), análisis e interpretación de los datos y conclusiones. Nota: Cada práctica se evaluará en la escala de calificación de cero a cinco y la no asistencia del estudiante a la práctica implicará una nota de cero. La nota del corte del laboratorio corresponde al promedio de las notas de las prácticas que incluye la nota de la evaluación final en cada corte. Pagina 10 de 10