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UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática ELECTROMAGNETISMO ESTADO SÓLIDO I TRABAJO PRÁCTICO NÚMERO 1: Medición de resistencias y tensiones PROFESOR: Cingolani, Enrique y Vallhonrat, Carlos SEDE: Sede Centro CURSO: 4° “A” TURNO: Noche ALUMNOS: Castromán, Hugo Clementi, Adrián Contino, Leandro Graff, Walter AÑO: 2013 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo – Estado Docentes: Cingolani, Enrique y Sólido I Vallhonrat, Carlos Alumnos: Sede: Castromán Hugo, Clementi Adrián, Contino Leandro, Graff Walter Centro Comisión: 4° A Turno: Medición de resistencias y tensiones Noche Año 2013 TP 1 03/09/2013 Página 2 de 9 Índice 1. Objetivos ........................................................................................................................ 3 2. Introducción teórica ...................................................................................................... 3 3. Elementos necesarios ................................................................................................. 4 3.1 Multímetro............................................................................................................... 4 3.2 Protoboard .............................................................................................................. 4 3.3 Fuente de corriente continua............................................................................... 4 3.4 Resistencias (resistores): Varias, de distintos valores.................................... 5 3.5 Conductor metálico de 3 m de largo. ................................................................ 5 4. Desarrollo de la experiencia ....................................................................................... 6 4.1 Medición de resistencias...................................................................................... 6 4.2 Medición de tensiones.......................................................................................... 6 5. Conclusiones ................................................................................................................. 7 5.1 Medición de resistencias...................................................................................... 7 5.2 Medición de tensiones.......................................................................................... 8 6. Bibliografía ..................................................................................................................... 8 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo – Estado Docentes: Cingolani, Enrique y Sólido I Vallhonrat, Carlos Alumnos: Sede: Castromán Hugo, Clementi Adrián, Contino Leandro, Graff Walter Centro Comisión: 4° A Turno: Año 2013 TP 1 03/09/2013 Noche Medición de resistencias y tensiones Página 3 de 9 1. Objetivos Aprender a utilizar el material del laboratorio de electrónica. 2. Introducción teórica La resistencia eléctrica es una magnitud que caracteriza a los conductores. Cuanto mayor es su valor, peor conduce el material y mayor es la energía que los portadores de la corriente pierden al atravesarlo. Para un conductor dado, de sección uniforme, el valor de la resistencia puede calcularse a través de la siguiente relación: R l s Donde: R = resistencia del conductor, medida en ohm, = resistividad o resistencia específica del material del conductor, medida en xm. l = longitud del conductor, medida en m. s = sección transversal a través de la que se propaga la corriente eléctrica, medida en m 2. Cuando, por las razones que sea, se desea aumentar la resistencia de un camino eléctrico, se intercalan en el mismo resistores, conductores especiales que poseen elevada resistencia. Es común referirse a ellos con el término “resistencia”. Los resistores que utilizamos en el laboratorio, adoptan la forma de pequeños cilindros de cuyos extremos sobresalen sendos conductores metálicos para conectarlos con el resto del circuito. Mediante un código de colores se indica el valor de la resistencia y la tolerancia del mismo.(Ver aquí) La tensión eléctrica, a la que también se suele llamar “diferencia de potencial” o “voltaje”, es una magnitud que describe las diferencias de energía potencial, que poseen las cargas eléctricas, entre dos puntos de un campo eléctrico (por ejemplo, un circuito). Se mide en Voltios ( V) y entre dos puntos que se encuentran a una tensión de 1 V, una carga de 1 Culombio (C) tendrá una diferencia de energía de 1 J, que es lo mismo que decir que el transporte de una carga de 1C entre ambos puntos requerirá (o producirá, según cuál sea el sentido del movimiento) una energía de 1J. O sea: 1V 1J 1C Ambas magnitudes, de gran importancia para la descripción de los fenómenos eléctricos, pueden medirse utilizando el mismo instrumento: el multímetro. UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo – Estado Docentes: Cingolani, Enrique y Sólido I Vallhonrat, Carlos Alumnos: Sede: Castromán Hugo, Clementi Adrián, Contino Leandro, Graff Walter Centro Comisión: 4° A Turno: Medición de resistencias y tensiones Noche Año 2013 TP 1 03/09/2013 Página 4 de 9 3. Elementos necesarios 3.1 Multímetro Un multímetro es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Hay analógicos y digitales con la misma función. 3.2 Protoboard El protoboard es un tablero con orificios conectados eléctricamente entre sí, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para el armado y prototipado de circuitos electrónicos y sistemas similares. 3.3 Fuente de corriente continua La corriente continua se refiere al flujo continuo de carga eléctrica a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido con el tiempo. En la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección. Una Fuente es un elemento activo que es capaz de generar una diferencia de potencial entre sus bornes o proporcionar una corriente eléctrica UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo – Estado Docentes: Cingolani, Enrique y Sólido I Vallhonrat, Carlos Alumnos: Sede: Castromán Hugo, Clementi Adrián, Contino Leandro, Graff Walter Centro Comisión: 4° A Turno: Medición de resistencias y tensiones Noche Año 2013 TP 1 03/09/2013 Página 5 de 9 3.4 Resistencias (resistores): Varias, de distintos valores. Se denomina resistor o bien resistencia al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente máxima en un resistor viene condicionada por la máxima potencia que pueda disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. 3.5 Conductor metálico de 3 m de largo. Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de carga eléctrica. Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma. UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo – Estado Docentes: Cingolani, Enrique y Sólido I Vallhonrat, Carlos Alumnos: Sede: Castromán Hugo, Clementi Adrián, Contino Leandro, Graff Walter Centro Comisión: 4° A Turno: Año 2013 TP 1 03/09/2013 Noche Medición de resistencias y tensiones Página 6 de 9 4. Desarrollo de la experiencia 4.1 Medición de resistencias. En base al código de colores de las resistencias, seleccione varias de distintos valores (desde unas pocas decenas de ohm, hasta500 k). Prepare una tabla como la que sigue: Tipo de conductor Conductor de 3m Resistor 1 Resistor 2 Resistor 3 Resistor 4 Resistor 5 Resistor 6 Colores ----------------Marrón-NegroNegro-Dorado Verde-AzulNaranja-Dorado Marrón-Gris-RojoDorado Amarillo-VioletaAmarillo-Dorado Rojo-RojoNaranja-Dorado Naranja-NaranjaAmarillo-Dorado Resistencia prevista () ---------------- Resistencia medida (1) () 34 Resistencia medida (2) () 14 Tensión eléctrica (V) -------------- 10 16 20 10 56000 50500 55100 10 1800 1755 1765 10 470000 400000 457000 10 22000 18700 21600 10 330000 155000 327000 10 Mida las resistencias de los distintos conductores: (1) Sosteniendo puntas del multímetro y conductores con sus manos, apretando fuertemente con los dedos para asegurar un buen contacto. (2) 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. Complete las columnas pertinentes de la tabla. 4.2 Medición de tensiones. Atención: Excluya de esta parte de la experiencia los conductores metálicos y cualquier resistor de valor menor a 200. Inserte distintos resistores en el protoboard (tenga en cuenta sus conclusiones sobre el conexionado invisible) y aplique, mediante la fuente, una tensión de 10 V entre sus extremos. Mida la tensión entre extremos con el multímetro. Complete la última columna de la tabla. Atención: Asegúrese de haber comprendido las explicaciones sobre manejo de la fuente, particularmente, la limitación de corriente. UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo – Estado Docentes: Cingolani, Enrique y Sólido I Vallhonrat, Carlos Alumnos: Sede: Castromán Hugo, Clementi Adrián, Contino Leandro, Graff Walter Centro Comisión: 4° A Turno: Medición de resistencias y tensiones Noche Año 2013 TP 1 03/09/2013 Página 7 de 9 Conecte en serie 4 resistencias de distintos valores. Aplique 10 V entre extremos y mida la tensión sobre cada resistencia y entre todos los pares de puntos posibles. Anote los resultados en un dibujo que represente el circuito armado. Desconecte la fuente y mida las resistencias entre los mismos puntos anteriores. Anote y compare los resultados de ambas series de mediciones. Conductor A (22 k B (56 K) C (1,8K) D (330 K A–B A–C A–D B–C B–D C–D Resistencia 21600 56500 1765 333000 76700 78500 405000 56800 384000 329000 Tension (V) 0,519 1,29 0,05 7,56 Suma = 9,41 V 1.77 1.81 10 Lectura directa 1.33 9.25 7.61 Resistencia total en serie= 412865 5. Conclusiones 5.1 Medición de resistencias. Elabore una explicación de los resultados obtenidos. Justifique las diferencias observadas entre las tres últimas columnas de la tabla de medición de resistencias. UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo – Estado Docentes: Cingolani, Enrique y Sólido I Vallhonrat, Carlos Alumnos: Sede: Castromán Hugo, Clementi Adrián, Contino Leandro, Graff Walter Centro Comisión: 4° A Turno: Noche Medición de resistencias y tensiones Año 2013 TP 1 03/09/2013 Página 8 de 9 Los resultados que se observan a partir de realizar la práctica, es que cuando se mide la resistencia aislada del cuerpo humano (sobre el protoboard) los valores obtenidos son más cercanos al valor ideal de la resistencia. En cambio cuando se realiza la medición de la resistencia, haciendo contacto con las manos, también se está midiendo la resistencia que proporciona el cuerpo. 5.2 Medición de tensiones. Justifique los valores mostrados en la última columna de la tabla. La tensión eléctrica es siempre es la misma en todo el circuito, esto se debe a que las No se entiende muy bien. La tensión es un valor entre dos puntos ¿Qué quiere decir “en todo el circuito”? ¿Por qué “se debe a que las resistencias están conectadas en serie”? resistencias están conectadas en serie. Compare los valores de las tensiones con las resistencias correspondientes. Justifique los resultados. La conclusión a la que llegamos es que a mayor resistencia mayor la caída de tensión, y que además esta comprobación la podemos deducir de la ley de Ohm. Compare la tensión total con las tensiones entre cada par de puntos seleccionados. Respecto a la comparación de la tensión total con las tensiones entre cada par de puntos seleccionados, llegamos a la conclusión de que la suma de cada una de las caídas de tensión de cada una de las resistencias da como resultado la tensión total aplicada al Sin embargo se observa una diferencia (por defecto) significativa (5%). ¿se puede explicar? circuito. 6. Bibliografía Multímetro: http://es.wikipedia.org/wiki/Multímetro Protoboard: http://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebas Fuente de Corriente Continua http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continua http://www.ecured.cu/index.php/Fuente_de_corriente_directa Resistencias (resistores) http://es.wikipedia.org/wiki/Resistor UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo – Estado Docentes: Cingolani, Enrique y Sólido I Vallhonrat, Carlos Alumnos: Sede: Castromán Hugo, Clementi Adrián, Contino Leandro, Graff Walter Centro Comisión: 4° A Turno: Medición de resistencias y tensiones Conductor metálico http://es.wikipedia.org/wiki/Conductor_eléctrico Noche Año 2013 TP 1 03/09/2013 Página 9 de 9
