Utilizacion Del Voltimetro Y Amperimetro Informe 1m2c2

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UTILIZACION DEL VOLTIMETRO Y AMPERIMETRO A. OBJETIVOS  Conocer el funcionamiento del amperímetro y voltímetro  Aprender a utilizar los instrumentos básicos de medida de la corriente y del voltaje: amperímetro y voltaje respectivamente  Comprobar la ley de ohm  Identificar las resistencias por código de colores

B. MODELO TEORICO –MARCO TEORICO La utilización del voltímetro y amperímetro en los alumnos del curso de física es mucha utilidad por que les permite comprender aún más los instrumentos de medida del voltaje y la corriente eléctrica que circula sobre un conductor, dichos instrumentos nos ayudan a comprender más sobre la complejidad de los cálculos que se hacen matemáticamente y después de reconocer los instrumentos y utilizarlos obtendremos los valores experimentales de los usos dados de dichos instrumentos. I. Circuito eléctrico.Se llama circuito eléctrico al conjunto de dispositivos eléctricos (resistencias, condensadores, etc.) conectados entre si II. 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, los amperímetros se conectan en serie. El amperímetro ideal presentaría una resistencia interna nula. Sin embargo, los amperímetros reales presentan una resistencia no nula, y ello supone que al conectarlo se modifican las corrientes y potenciales del circuito. III. Voltímetro.Es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito, se conecta en paralelo. De esta forma la diferencia de potencial medida correspondería efectivamente a la existente antes de la conexión. El voltímetro ideal presentaría una resistencia interna infinita. Sin embargo, los voltímetros reales presentan una resistencia interna finita y ello supone que una cierta corriente se desvíe por el aparato al conectarlo a un circuito dado, modificando las corrientes y potenciales preexistentes en el circuito. IV. Resistencia eléctrica.-

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA Es la oposición de un material al paso de corriente eléctrica por lo tanto se establece que mientras mayor sea el valor de la resistencia de un dispositivo, mayor será el impedimento que presente el paso de la corriente eléctrica. V. Ohmímetro.Instrumento que mide el valor de la resistencia eléctrica, dicha resistencia es la que se ajusta en cero en la escala de los ohmios cuando se cortocircuitan los terminales, poseen una escala bastante amplia.

VI. Ley de ohm.La ley de ohm nos permite definir la resistencia eléctrica cuya expresión matemática es postulada por el físico y matemático alemán Georg Simón Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA 𝑑𝑉 = 𝐶𝑡𝑒 𝑑𝐼 Donde la resistencia eléctrica es constante 𝑅=

C. MATERIALES Y EQUIPOS        

Fuente de alimentación DC Base de conexión Varias tiras de conexión cortas y largas Resistencia de 100Ω Resistencia de 47Ω Dos multímetros analógico y digital Cables de conexión Una lámpara incandescente

D. DISEÑO EXPERIMENTAL

Figura N°1 Diagrama De Instalación

E. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1) Observe el rango de medidas de cada uno de los instrumentos (voltímetro y amperímetro). 2) Verifique el valor delos resistencias utilizando el ohmímetro(multitester digital) y anote en la tabla de datos N° 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 i la corriente eléctrica en cada una de las resistencias. Anote los datos. 5) Cambie a la posición 2 mida el voltaje i la corriente eléctrica como en el paso… (4). Repita las mediciones anteriores para las posiciones 3 y 4 de la fuente. Anote los datos.

F. TOMA DE DATOS EXPERIMENTALES

N°

E 1 3Volt.

R1 (Ohm) : Instr. Analógico I(A) mA V(V) 0.03 3

Instr. Digital I(A) mA V(V) 0.02 2.98

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R2 (Ohm) : Instr. Analógico I(A) mA V(V) 0.03 3

Instr. Digital I(A) mA V(V) 0.02 2.99 Página 3

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA 2 6Volt. 0.06 3 9Volt. 0.09 4 12Volt. 0.12

6 9 11.9

0.05 0.08 0.11

5.79 8.69 11.49

0.06 0.09 0.12

6 9 11.7

0.05 0.08 0.11

5.81 8.64 11.48

G. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES a) Anotar los rangos de medida para el voltímetro y amperímetro El voltímetro y amperímetro puede realizar mediciones de entre 2v hasta 250v, para ello utiliza rangos de 3v hasta 300v. b) ¿Escriba Ud. El error instrumental que tiene cada uno de los instrumentos que ha utilizado? Para cada rango de medidas. - La utilización del error en instrumentos analógicos es la mínima unidad de cada una de ellas - La utilización de error para instrumentos digital es la mitad de la mitad de la mínima unidad del instrumento c) Anote sus observaciones experimentales adicionales El valor de la resistencia es de 98.6 ohmios y su valor nominal es de 100 ohmios ± 5%. H. ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES A. Calcule la relación V/I para los valores correspondientes de V e I anotados en la tabla 1. Para el caso de R1. Instr. Analogico 3 𝑅1 = = 100Ω 0.03 6 𝑅1 = = 100Ω 0.06 9 𝑅1 = = 100Ω 0.09 11.9 𝑅1 = = 99.17Ω 0.12 B. 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 100 + 100 + 100 + 99.17 399.17 𝑅𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = = = 99.7925Ω 4 4 𝛿1 = |100 − 99.7925| = |0.2075| → 𝛿1 2 = 0.20752 = 0.04305 𝛿2 = |100 − 99.7925| = |0.2075| → 𝛿2 2 = 0.20752 = 0.04305 𝛿3 = |100 − 99.7925| = |0.2075| → 𝛿3 2 = 0.20752 = 0.04305 𝛿4 = |99.17 − 99.7925| = | − 0.6225| → 𝛿4 2 = 0.62252 = 0.3875 ∑𝛿𝑖 2 = 0.51665 2

𝑆= √

2 0.51665 ∑𝛿𝑖 2 =√ = 0.415 𝑛−1 3

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA C. Grafique I= f(V) para la resistencia R2 y diga que curva representa escriba la ecuación tipo ¿la curva pasa por el origen?¿porque?

I(mA)=f(V) 0.14 I = 0.0103V - 0.0015 R² = 0.9994

0.12 0.1

I

0.08 0.06 0.04 0.02 0 0

2

4

6

8

10

12

14

V

 La curva que caracteriza a la ecuación es la de una recta  La ecuación que representa es de la siguiente forma: I=0.0103 (v)- 0.0015  La curva no pasa por el origen porque la que la intersección con la horizontal se da en el punto = (0,0.1456) D. Utilizando el método de los mínimos cuadrados encuentre el parámetro o parámetros de la ecuación tipo (del gráfico)y sus errores respectivos N° 1 2 3 4 ∑

a

V=x 3 6 9 11.7 29.7

I=y 0.03 0.06 0.09 0.12 0.3

X2 9 36 81 136.89 262.89

n  x i y i    x i  y i

𝑎= 𝑎=

Sa  S y

n  x   x i 

2

2 i

4(2.664)−29.7∗0.3

 y  mx

Sy 

i

n-2

0.010302

 b

2

i

→Sy=0.7662

n

n  x   x i 

2

2 i

𝑆𝑎 = 0.7662 2√

4(262.89)−29.72

4

4(262.89)−29.7

2

Sa= 0.1177

 x  y   x  x y  b n  x   x  2 i

xy 0.09 0.36 0.81 1.404 2.664

i

i

2 i

i i

2

i

Sb  S y

x n  x   x  2 i

2 i

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2

i

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA 𝑏=

262.89∗0.3−29.7∗2.664 4(262.89)−29.72

𝑏 = −0.001497

𝑆𝑏 = 0.7662√

262.89

4(262.89)−29.72

𝑆𝑏 =0.9542

Por lo tanto la ecuación es: I=f (v) I=0.103V-0.OO15 I= (0.103±0.1177) V-(0.0015±0.9542) E. ¿Qué significado físico tienen los parámetros determinados? Para hallar el significado de los parámetros hacemos de la siguiente forma: 𝑉 1 𝐼 = = 𝑉 → 𝐼 = 0.0103𝑉 − 0.0015 𝑅 𝑅 1 ∴ = 0.0103 = 𝑎 𝑅 𝐸𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑙𝑢𝑖𝑚𝑜𝑠 𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑣𝑖𝑒𝑛𝑒 𝑎 𝑠𝑒𝑟 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 El otro paramento encontrado es la variación de la intensidad de corriente F. 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?

En una resistencia si el voltaje aumenta sobre la intensidad nos entrega mayor resistencia pero si la intensidad aumenta la resistencia baja. Si hallamos la diferencia de potencial obtendremos la intensidad para cada resistencia 0.03 0.05 0.08 0.12 I. CONCLUCIONES Primeramente sobre lo que son los instrumentos el uso de los mismos no fue como se esperaba por que la explicación de las mismas no fue lo suficiente por lo que no se entendió en el uso de los instrumentos y la obtención de las medidas. El parámetro A es la inversa de la resistencia y al dividir esa fracción nos resulta el valor de la resistencia De acuerdo con las mediciones realizadas en las resistencias y el análisis de las mediciones con respecto a las resistencias medidas podemos observar que fueron las esperadas con un mínimo de error los cuales se encuentran dentro del rango de tolerancia lo cual podemos concluir que la lectura de los códigos de colores fueron correctos y los cálculos realizados para las resistencias en paralelo también fueron correctas. FLORES SAPACAYO ALDO SABINO - UNSAAC-FISICA B

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA J. RECOMENDACIONES  Se recomienda verificar los equipos disponibles para la práctica, puesto que si uno de estos falla, el circuito será inestable en términos de corriente ó habrá errores en términos de medición  Los errores de medición pueden estar ligados al error humano, se recomiendo ser lo más exactos posibles  Tener cautela al momento de realizar algún cálculo tanto teórico como experimental, puesto que pueden llevar a la reprobación y/o perdida de la práctica

G. CUESTIONARIO 1) ¿A que se llama circuito eléctrico? Se denomina circuito a un conjunto de dispositivos eléctricos (resistencias condensadores, etc.) conectados entre sí. 2) ¿Qué es un amperímetro y un voltímetro? 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, los amperímetros se conectan en serie. Voltímetro.Es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito, se conecta en paralelo. De esta forma la diferencia de potencial medida correspondería efectivamente a la existente antes de la conexión. 3) ¿a qué se denomina ley de Ohm? La ley de ohm nos permite definir la resistencia eléctrica cuya expresión matemática es: 𝑑𝑉 𝑅= = 𝐶𝑡𝑒 𝑑𝐼 4) ¿Porque se dice que la resistencia es un valor constante? La resistencia es un valor constante porque al hallar los valores como el voltaje y la corriente eléctrica y aplicando en ellos la ley de ohm nos resulta un valor que es la resistencia eléctrica y que es la misma o se asemeja en teoría es aún más fácil porque el resultado es el mismo, pero de forma experimental hay serios factores que comprobar la teoría aplicada en forma experimental y existe ciertos errores

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