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UNIVERSIDAD ABIERTA
INTERAMERICANA
TP1: ELECTROMAGNETISMO EN ESTADOS SOLIDO I
Profesor: Carlos Vallhonrat
Profesor Adjunto: Fabian Montefinal
Alumnos: Christian Ortiz, Ezequiel Lupis y Maximiliano Jecke
Comisión: 4ºA
Sede: Centro
Turno: Mañana
Fecha de realización: 04/09/2012
-2012-
TRABAJO PRÁCTICO NÚMERO 1: Medición de resistencias y tensiones
Sintesis del trabajo
Aprender a utilizar el material del laboratorio de electrónica. Usando los siguientes elementos:
 Multímetro
 Protoboard
 Fuente de corriente continua
 Resistencias (resistores): Varias, de distintos valores.
 Conductor metálico de 3 m de largo.
 Trocitos de 10 cm del mismo tipo de conductor.
Lograr poder comprender como se aplica los cálculos realizados en papel sobre la Resistencía
y tensión eléctrica mediante el uso de los elementos previamente mencionados
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  
Donde:
R = resistencia del conductor, medida en ohms,
l
s
 = 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.
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.
Elementos necesarios
Multímetro
Protoboard
Fuente de corriente continua
Resistencias (resistores): Varias, de distintos valores.
Conductor metálico de 3 m de largo.
Trocitos de 10 cm del mismo tipo de conductor.
Desarrollo de la experiencia
1. Medición de resistencias. En base al código de colores de las resistencias, seleccione varias
de distintos valores (desde unas pocas decenas de ohm, hasta… la más alta que encuentre).
Prepare una tabla como la que sigue:
Tipo de
conductor
Conductor
Resistor 1
Resistor 2
Resistor 3
Resistor 4
Colores
Ro-Vio-Ama-Dor
Ma-Ver-Neg-Dor
Az-Gr-Neg-Dor
Nar-Bla-Ma-Dor
Resistencia
prevista ()
0
270K
15
68
39K
Resistencia
medida 1()
0.01
165K
15
69.5
34.5K
Resistencia
medida 2()
0
265K
16
69.3
40.5K
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 la tabla.
2. Medición de tensiones.
Tipo de
conductor
Conductor
Resistor 1
Resistor 2
Resistor 3
Resistor 4
Colores
Ma-Az-Nar-Dor
Na-Bla-Mar-Dor
Na-Bla-Nar-Dor
Mar-Gri-Roj-Dor
Resistencia
prevista ()
0
10K
0.39K
39K
1.8K
Resistencia
medida 1()
0.01
9.8K
0.39K
40.5K
1.8K
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.
Atención: Asegúrese de haber comprendido las explicaciones sobre manejo de la
fuente, particularmente, la limitación de corriente.
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.
Tabla de Resistencias y tensiones entre puntos de conexión
Puntos de
conexión
Resistencia
medida
(K)
Tensión
Calculada
(V)
Intensidad
Calculada
(mA)
Potencia
Calculada
(W)
AB
9,8
1,87
0,1908
0,357
AC
10,2
1,94
0,1902
0,369
AD
50,7
9,71
0,1915
1,860
AE
52,5
10
0,1905
1,905
BC
0,39
0,08
0,2051
0,016
BD
40,9
7,78
0,1902
1,480
BE
42,7
8,3
0,1944
1,613
CD
40,5
7,71
0,1904
1,468
CE
42,3
8,5
0,2009
1,708
DE
1,8
0,34
0,1889
0,064
Conclusiones
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.
2. Medición de tensiones. Compare los valores de las tensiones con las resistencias
correspondientes. Justifique los resultados.
Compare la tensión total con las tensiones entre cada par de puntos seleccionados
1. Medición de Resistencias: Vimos que cuando medimos los resistores y el conductor
haciendo presión con los dedos de las manos, se mide la resistencia en paralelo, ya
que transforma en paralelo por el hecho de incluir la resistencia del cuerpo humano.
Por ende es menor que la resistencia prevista y la medida en serie de los distintos
resistores analizados y el conductor.
2. Medición de Tensiones: Analizamos que la relación que se produce al comparar las
tensiones y resistencias en la tabla de resultados y basándonos en la ley de Ohm,
notamos que una resistencia mayor implica menos gasto.
Teniendo en cuenta que si la tensión es constante la intensidad (corriente o amperaje)
es menor ya que según la ley de Ohm la Intensidad = Tensión (voltaje) / Resistencia,
así que con más resistencia menos intensidad.
La potencia desarrollada P es igual al producto de la Tensión (voltaje) por la intensidad
(amperaje) y si ésta baja, baja también la potencia y por lo tanto también el gasto de
energía.
APENDICES
Uso del Multímetro
El multímetro es un instrumento que se utiliza para medir diversos parámetros en los circuitos
eléctricos. Comprende varios instrumentos en uno, ya que usualmente incluye voltímetro (para
medir diferencias de potencial), amperímetro (para medir corrientes) y óhmetro (para medir
resistencias), cada uno con varias escalas de medición.
Medición de diferencia de potencial
Para medir diferencia de potencial (tensión o voltaje) sobre un elemento de un circuito eléctrico,
se deben colocar las puntas de medición del voltímetro sobre cada uno de los extremos del
mencionado elemento, realizando una conexión en paralelo.
Para que la medición de tensión no interfiera con el circuito, es evidente que por el voltímetro
debe circular la menor corriente posible, de modo que la corriente circulante sobre el elemento
en el cual estamos midiendo diferencia de potencial no se vea afectada. De esto se deduce
que la resistencia interna del voltímetro debe ser mucho mayor que la resistencia del elemento
sobre el cual se quiere medir la tensión. Un voltímetro ideal debería tener resistencia interna
infinita.
Medición de resistencia
La conexión es idéntica al caso anterior, (una punta en cada extremo del conductor cuya
resistencia se quiere medir) debiendo elegirse la posición correspondiente de la llave selectora.
La aparición de un “1” a la izquierda del display estará indicando que la resistencia es mayor
que el rango seleccionado, por lo que deberá aumentarse éste hasta conseguir una lectura
positiva.
Atención: La medición de resistencias debe hacerse sin tensión presente.
Medición de corriente eléctrica
Si se desea medir la corriente que circula por una rama de un circuito eléctrico, se debe
intercalar un amperímetro en esa rama, de forma tal que la corriente pase en su totalidad por
dicho instrumento, realizando una conexión en serie.
Para que la medición de corriente no interfiera con el circuito original, es evidente que la
intercalación del amperímetro no debe modificar la corriente que circulaba por esa rama del
circuito. Para esto la resistencia interna del amperímetro debe ser mucho menor que la
resistencia equivalente de la rama donde fue intercalado. Un amperímetro ideal debería tener
resistencia interna nula.
Recomendaciones sobre cómo medir
Si bien el multímetro es un instrumento que ofrece una amplia gama de posibilidades para
medir, es justamente esta flexibilidad la que puede transformarlo en víctima de nuestros
descuidos.
Es muy importante verificar antes de realizar cada medición que el multímetro se encuentre
seleccionado en el tipo y rango de la magnitud a medir. Ejercicio: responda qué pasaría si se
intentara medir una tensión con el multímetro trabajando como amperímetro.
Una vez que sepa lo que quiere medir, seleccione el tipo de magnitud en el multímetro y
comience utilizando el rango más alto del instrumento. Siempre razone antes de medir.
LA LEY DE OHM:1
Esta relación es: I = V / R y se conoce como la Ley de Ohm. Entonces la corriente que circula
por el circuito (por el resistor) es: I = 12 Voltios / 6 ohms = 2 Amperios.
De la misma fórmula se puede despejar el voltaje en función de la corriente y la resistencia,
entonces la Ley de Ohm queda: V = I x R.
Entonces, si se conoce la corriente y el valor del resistor se puede obtener el voltaje entre los
terminales del resistor, así: V = 2 Amperios x 6 ohms = 12 Voltios
Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en función del voltaje y la corriente,
se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V / I.
Entonces si se conoce el voltaje en el resistor y la corriente que pasa por el se obtiene: R = 12
Voltios / 2 Amperios = 6 ohms
Es interesante ver que la relación entre la corriente y el voltaje en un resistor es siempre lineal
y la pendiente de esta línea está directamente relacionada con el valor del resistor. Así, a
mayor resistencia mayor pendiente.
Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el triángulo que tiene mucha
similitud con las fórmulas analizadas anteriormente.
Se dan 3 Casos:
- Con un valor de resistencia fijo: La corriente sigue al voltaje. Un incremento del voltaje,
significa un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento
en el voltaje.
- Con el voltaje fijo: Un incremento en la corriente, causa una disminución en la resistencia y
un incremento en la resistencia causa una disminución en la corriente
- Con la corriente fija: El voltaje sigue a la resistencia. Un incremento en la resistencia, causa
un incremento en el voltaje y un incremento en el voltaje causa un incremento en la resistencia
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http://www.unicrom.com/Tut_leyohm.asp