Download TP_Laboratorio_Nº2_Circuitos_Electricos

Document related concepts
no text concepts found
Transcript
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Universidad Abierta
Interamericana
Facultad de Tecnología Informática
Electromagnetismo – Estado Sólido I
Trabajo Práctico de Laboratorio Nº2
“Circuitos Eléctricos - Ley de Ohm”
Docentes:
 Vallhonrat, Carlos
 Palmerio, Julian
Alumnos:
 Alvarez, Lionel Gonzalo
 Lopez, Luis Alberto
 Guzman, Gabriel
 Tassara, Santiago
Página 1 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
INDICE
Síntesis ............................................................................................. 3
Introducción....................................................................................... 4
Desarrollo del Trabajo ......................................................................... 5
Materiales Utilizados ........................................................................ 5
Instrumentos de medición ................................................................ 6
Conclusiones ..................................................................................... 14
Bibliografía ....................................................................................... 15
Página 2 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Síntesis
Este trabajo tiene como objetivo realizar la comprobación experimental de
la ley de ohm.
Se tratará de comprobar experimentalmente que:
I = V/R
Así mismo verificaremos que si tenemos dos o más resistencias en serie,
se puede calcular la resistencia total o equivalente utilizando la siguiente
fórmula:
Rt = R1 + R2 + R3 + … + Rn
Así también verificamos que si tenemos dos o más resistencias en
paralelo se puede calcular la resistencia total o equivalente utilizando la
siguiente fórmula:
1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … + 1/Rn
Unidades utilizadas:

[V] = Volt

[I] = Ampere

[R] = Ohm
Página 3 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Introducción
Se trabajó tomando 3 resistencias que no difieren entre sí más de un factor
10, y armando con ellas junto con una fuente estabilizada un circuito donde
los resistores pueden estar en paralelo, serie o una combinación de estos.
Se realizaron mediciones con y sin conexión del circuito a una fuente de
alimentación.
Página 4 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Desarrollo del Trabajo
Materiales Utilizados
1. Resistencias de diferentes valores de resistividad.
Tipo de
conductor
Resistor
Resistor
Resistor
Colores
Marron/Negro/Negro
Naranja/Azul/Negro
Gris/Rojo/Negro
Resistencia
prevista ()
10,00
36,00
82,00
Resistencia
medida 1()
10,60
37,20
83,10
Resistencia
medida 2()
10,10
35,60
81,30
Resistencia Medida (1) Se midió sosteniendo puntas del multímetro y conductores
con las manos, apretando fuertemente con los dedos para asegurar un buen
contacto.
Resistencia Medida (2) Se midió insertando cada extremo del conductor a medir en
un agujero del protoboard (pruebe distintas posiciones relativas de los agujeros y
saque conclusiones sobre el conexionado invisible del protoboard) y apoyando cada
punta del multímetro en un extremo del conductor.
2. Protoboard
3. Fuente de alimentación
Se utiliza una fuente estabilizada de 30 V y 3 A marca Protek.
Página 5 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Instrumentos de medición
1. Multímetro Digital Quail A830L
Página 6 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Desarrollo de la experiencia
Seleccionamos tres resistencias de tal forma que sus valores no
difieren entre sí más que en un factor 10.
Utilizaremos las siguientes resistencias:
Identificador
R1
R2
R3
Tipo de
conductor
Resistor
Resistor
Resistor
Colores
Marron/Negro/Negro
Naranja/Azul/Negro
Gris/Rojo/Negro
Resistencia
prevista ()
10,00
36,00
82,00
Resistencia
medida 2()
10,10
35,60
81,30
Se piden los siguientes puntos:
1. Armar los circuitos de las figuras 1,2 y 3. Calcular y medir la
resistencia total de cada uno.
2. Determine el valor máximo de tensión a aplicar de tal forma que la
intensidad máxima que circule por cualquier punto de cualquier
circuito no supere los 80mA.
3. Aplique esta tensión y luego 3 valores intermedios hasta 0. Mida las
intensidades de corriente en cada caso.
4. Organice los resultados en tablas y trace las curvas I vs. V para cada
circuito.
Circuito Nº 1:
Tenemos 3 resistencias en serie por lo tanto sumamos directamente los
valores de resistividad para cada una y así obtendremos la resistencia total:
Resistencia total prevista:
Rt = R1 + R2 + R3 = 10 Ω + 36 Ω + 82 Ω = 128 Ω
Resistencia total en base a las medidas tomadas:
Rt = R1 + R2 + R3 = 10,10 Ω + 35,60 Ω + 81,30 Ω = 127 Ω
Resistencia total medida directamente sobre el circuito:
Rt = 126,7 Ω
Página 7 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Calculamos el valor máximo de tensión para que la corriente que circule por
el circuito no supere en ningún caso los 80mA.
I = V/R => V = I * R
Si I= 0,08A y R= 126,7Ω => V= 0,08A * 126,7Ω = 10,136 V
Aplicamos esta tensión obtenida y 3 valores intermedios más y calculamos la
intensidad de corriente resultante.
I= V/R
Para V= 10,1v
I = 10,1v / 126,7Ω = 0,079 A
Para V = 8v
I = 8v / 126,7Ω = 0,063 A
Para V = 5v
I = 5v / 126,7Ω = 0,039 A
Para V = 2v
I = 2v / 126,7Ω = 0,015 A
Aquí presentamos el gráfico de las curvas, para el valor de la resistencia
constante y la intensidad de corriente y tensión variables.
Página 8 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Circuito Nº2:
Tenemos 2 resistencias en paralelo (R2 y R3) y una en serie a estas dos
(R1), por lo tanto calculamos primero la resistencia equivalente a R2||R3 y
luego lo sumamos al valor de R1 y así obtendremos la resistencia total:
Resistencia total prevista:
R23 = R2||R3 =>
1/R23 = 1/R2 + 1/R3 = 1/36 + 1/82 = 0,0399 Ω
R23 = 1/0,0399 Ω = 25,06 Ω
Rt = R1 + R23 = 10 Ω + 25,06 Ω = 35,06 Ω
Resistencia total en base a las medidas tomadas:
R23 = R2||R3 =>
1/R23 = 1/R2 +1/R3 = 1/35,6 + 1/81,3 =0,028Ω + 0,0123Ω= 0,040Ω
R23 = 1/0,040Ω = 25,00 Ω
Rt = R1 + R23 = 10 Ω + 25,00 Ω = 35,00 Ω
Resistencia total medida directamente sobre el circuito:
Rt = 34,9 Ω
Calculamos el valor máximo de tensión para que la corriente que circule por
el circuito no supere en ningún caso los 80mA.
I = V/R => V = I * R
Si I= 0,08A y R= 34,9Ω => V= 0,08A * 34,9Ω = 2,792 V
Aplicamos esta tensión obtenida y 3 valores intermedios más y calculamos la
intensidad de corriente resultante.
I= V/R
Página 9 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Para V= 2,5v
I = 2,5v / 34,9Ω = 0,071 A
Para V = 2v
I = 2v / 34,9Ω = 0,057 A
Para V = 1,5v
I = 1,5v / 34,9Ω = 0,042 A
Para V = 1v
I = 1v / 34,9Ω = 0,028 A
Aquí presentamos el gráfico de las curvas, para el valor de la resistencia
constante y la intensidad de corriente y tensión variables.
Página 10 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Circuito Nº3
Tenemos 2 resistencias en serie (R1 y R2) y a su vez estas están en serie
con (R3), por lo tanto calculamos primero la resistencia equivalente a las
resistencias en serie y luego calculamos la resistencia entre las resistencias
paralelas definitivas. Así obtendremos la resistencia total:
Resistencia total prevista:
R12 = R1 + R2 = 10 Ω + 36 Ω = 46 Ω
Rt = R3||R12 =>
1/Rt = 1/R3 + 1/R12 = 1/82 + 1/46 = 0,0121Ω + 0,0217Ω = 0,0338Ω
Rt = 1/0,0338 Ω = 29,58 Ω
Resistencia total en base a las medidas tomadas:
R12 = R1 + R2 = 10,1 Ω + 35,6 Ω = 45,7 Ω
Rt = R3||R12 =>
1/Rt = 1/R3 + 1/R12= 1/82 + 1/45,7= 0,0121Ω + 0,0218Ω = 0,0339Ω
Rt = 1/0,0339 Ω = 29,49 Ω
Resistencia total medida directamente sobre el circuito:
Rt = 29,6 Ω
Calculamos el valor máximo de tensión para que la corriente que circule por
el circuito no supere en ningún caso los 80mA.
I = V/R => V = I * R
Si I= 0,08A y R= 29,6Ω => V= 0,08A * 29,6Ω = 2,368 V
Aplicamos esta tensión obtenida y 3 valores intermedios más y calculamos la
intensidad de corriente resultante.
I= V/R
Página 11 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Para V= 2,2v
I = 2,2v / 29,6Ω = 0,074 A
Para V = 2v
I = 2v / 29,6Ω = 0,067 A
Para V = 1,5v
I = 1,5v / 29,6Ω = 0,050 A
Para V = 1v
I = 1v / 29,6Ω = 0,033 A
Aquí presentamos el gráfico de las curvas, para el valor de la resistencia
constante y la intensidad de corriente y tensión variables.
Página 12 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Página 13 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Conclusiones
Tras evaluar los resultados, comprobamos que efectivamente se cumple la
ley de ohm, y se encuentra una diferencia entre los valores esperados y los
medidos dado por el multímetro debido a la resistencia interna que el
mismo tiene y motivo por el cual ninguno de los valores medido coincidió
exactamente con los esperados.
En cuanto a las ramas de un circuito en paralelo pudimos observar que
conservan la diferencia de potencial, es decir que la tensión que ingresa
dentro de ellas se mantiene al sin cambios al salir, en cambio vemos que la
corriente se divide en porciones que dependerán de la resistencia de la
rama particularmente.
En cuanto a los circuitos en serie se pudo establecer que sucede
exactamente lo contrario que con los que son en paralelo, ya que la
corriente que atraviesa las resistencias no varía, pero la tensión si lo hace.
Si sumamos las energías potenciales debemos obtener la misma cantidad
que fue entregada por la fuente.
En cuanto a si varía la resistencia total de los circuitos si se intercambian las
posiciones de los resistores, si variará. Solo en el circuito uno donde todas
las resistencias están en serie se puede decir que no variará la resistencia
total.
Página 14 de 15
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Materia:
Electromagnetismo - Estado Sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º A
Docente:
Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián
Turno: Noche
Año: 2017
Bibliografía
Fuente: http://compututorials.blogspot.com.ar/
Comentarios: Se extrajo la imagen de la protoboard
Página 15 de 15