CENTRO DE CIENCIA BÁSICA

Curso: Fundamentos de Electromagnetismo

Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 1

PRÁCTICA 2: CIRCUITOS RESISTIVOS EN CORRIENTE DIRECTA

PRÓPOSITO: Conocer las características de circuitos resistivos de corriente directa, determinando

las características de los series y paralelos y diferenciando cada uno de los conceptos

fundamentales.

MATERIALES Y EQUIPOS

PROCEDIMIENTOS

A. Montaje de circuito mínimo para diferencias fuente de fuerza electromotriz y diferencia de

potencial y para medir la resistencia interna de una fuente.

Antes de conectar el montaje de la figura 1, verifique con ayuda del ohmetro los valores máximos

y mínimos de la resistencia variable (reóstato), y ubique la posición del cursor para que la

resistencia sea de 5 . Haga uso del anexo 1. Para estimar el orden de magnitud de la máxima

corriente que logra en su circuito, reemplace en la Ley de Ohm R = 5 W y como voltaje la fem de

l apila (1,5 V), con esto selecciona la escala del amperímetro.

, (1)

En la figura 1, se muestra el esquema del circuito de la práctica, que incluye la pila con su

respectiva resistencia interna, Ri, el interruptor S, en estado abierto, y el amperímetro (A), todos

conectados en serie. El voltímetro (Vab), se conecta en paralelo entre los bornes de la pila. Arme

este circuito. Use dos multímetros uno para cada variable.

Figura 1. Circuito mínimo con medidores de

voltaje y corriente

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Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 2 Haga revisar el montaje por el profesor.

Anote como Vo, en la tabla 1, lo que este marcando el voltímetro con el interruptor abierto, esto

corresponde a la fuerza electromotriz de la pila (fem)

Haga las lecturas en forma rápida para evitar el desgaste innecesario de la pila y cuando no este

tomando datos abra el interruptor.

Tabla 1. Fem, Diferencia de potencial y Resistencia interna de una pila

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Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 3 B. Medición de resistencias carbono con el Óhmetro y con el código de colores

Haga uso de los anexos 1 y 2

Figura 2. Código de colores para hallar el valor de la resistencia eléctrica

Tabla 2. Medición de Resistencia de carbono

MEDICIÓN DE RESISTENCIAS CON EL CÓDIGO DE COLORES

MEDICIÓN DE RESISTENCIAS CON EL OHMETRO

Resistencia Valor ΔR Resistencia Valor ΔR

R1 R1

R2 R2

R3 R3

B1. Conexión de resistencias en serie

Tabla 3. Medición de Resistencia de carbono en serie

CONEXIÓN EN SERIE ANALISIS DE DISCREPANCIA

Valor de la Valor de la

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resistencia equivalente con código de colores

resistencia equivalente con el óhmetro

Req Valor ΔR Req Valor ΔR

B2. Conexión de resistencias en paralelo

Tabla 4. Medición de Resistencia de carbono en paralelo

CONEXIÓN EN PARALELO ANALISIS DE DISCREPANCIA

Valor de la resistencia equivalente con código de colores

Valor de la resistencia equivalente con el óhmetro

Req Valor ΔR Req Valor ΔR

C. CIRCUITO RESISTIVO EN SERIE (CORRIENTE DIRECTA) Haga uso de los anexos 1 y 2

Hacer el siguiente montaje, según la figura 3, con ayuda del Board.

Figura 3. Diagrama eléctrico del circuito resistivo en serie

Haciendo uso de dos multímetro uno usado como amperímetro y el otro como voltímetro, llene la

tabla 1

Tabla 5. Circuito Resistivo en Serie

Fem = ; If (valor teórico) (A)= Discrepancia en Vf

Discrepancia en If

VOLTAJE EN LAS RESISITENCIAS (V)

CORRIENTE ELÉCTRICA EN LAS RESISITENCIAS (A)

Voltaje Valor ΔV Corriente Valor ΔI

V1 I1

V2 I2

V3 I3

Vf If

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Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 5 D. CIRCUITO RESISTIVO EN PARALELO (CORRIENTE DIRECTA) Haga uso de los anexos 1 y 2

Hacer el siguiente montaje con ayuda del Board.

Figura 4. Diagrama eléctrico del circuito resistivo en paralelo

Haciendo uso de dos multímetro uno usado como amperímetro y el otro como voltímetro,

llene la tabla 6

Tabla 6. Circuito Resistivo en Paralelo

Fem = ; If (valor teórico) (A)= Discrepancia en Vf

Discrepancia en If

VOLTAJE EN LAS RESISITENCIAS (V)

CORRIENTE ELÉCTRICA EN LAS RESISITENCIAS (A)

Voltaje Valor ΔV Corriente Valor ΔI

V1 I1

V2 I2

V3 I3

Vf If

Se debe hacer y entregar un informe tipo artículo sobre este trabajo experimental

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ANEXO 1. PROTOCOLO USO ADECUADO DE MEDIDORES ELECTRICOS

MULTIMETRO

El instrumento de medida más común y básico que se debe saber usar, para la medición de

variables eléctricas es el multímetro digital, el cual se muestra en la figura 1.

Figura 1. Voltímetro Digital Fuente: http://www.mecanicadeautos.info/fotos/Multimetro1.jpg

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A. MANEJO DEL OHMETRO (para medir resistencia eléctrica R (ohmios) ( )

1. Verificar conexión de cables de medición Cable negro en el COM (tierra o negativo del medidor) Cable rojo en V,

2. Selección de la función Colocar el selector de función en la parte del medidor que tenga las unidades de resistencia eléctrica ( )

3. Selector de escala Se debe usar la mayor al tamaño de la variable que se va a medir. Si no se tiene una idea sobre el tamaño de la resistencia, se debe empezar desde la escala mayor y se va disminuyendo

4. Hacer la lectura correctamente Verificar el ajuste de la escala (esto se hace con el medidor encendido y juntando las puntas de los cables de medición. Anotar este desajuste La conexión se debe hacer en paralelo y el elemento al que se le va a medir la resistencia debe estar des energizado(desconectado de fuentes o pilas) Asegurar buena conexión No interferir con la lectura

5. Reportar la medición adecuadamente La medición se debe reportar así R = R ± ΔR, donde ΔR es la incertidumbre absoluta en la medición No confundir el ΔR con el desajuste R es el valor medido, pero si la escala presentó desajuste, si este era positivo, se le resta a la lectura de escala Calcular el ΔR, el error de escala es el último digito de la visualización, pero metrológicamente se debe normalizar

dividiendo por

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Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 8 B. MANEJO DEL VOLTIMETRO (para medir diferencia de potencial eléctrico (voltios) (V)

1. Verificar conexión de cables de medición Cable negro en el COM (tierra o negativo del medidor) Cable rojo en V,

2. Selección de la función Colocar el selector de función en la parte del medidor que tenga las unidades de voltaje de directa ( ), o de alterna (V ~)

3. Selector de escala Hay dos escalas: de directa ( ), o de alterna (V ~), seleccionar la adecuada de acuerdo al tipo de función Se debe usar una escala de valor mayor al tamaño de la variable que se va a medir. Si no se tiene una idea sobre el tamaño el orden de magnitud del voltaje, se debe empezar desde la escala mayor, y se va disminuyendo

4. Hacer la lectura correctamente Verificar el ajuste de la escala (esto se hace con el medidor encendido), Si al estar las puntas de medición separadas se visualiza un dato en la pantalla, esto se debe anotar como el desajuste La conexión se debe hacer en paralelo Asegurar buena conexión

5. Reportar la medición adecuadamente V = V ± ΔV

La medición se debe reportar así V = V ± ΔV, donde Δv es la incertidumbre absoluta en la medición No confundir el Δv con el desajuste R es el valor medido, pero si la escala presentó desajuste, si este era positivo, se le resta a la lectura de escala y si es negativo se le suma Calcular el Δv, el error de escala es el último digito de la visualización, pero metrológicamente se debe normalizar

dividiendo por

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Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 9 C. MANEJO DEL AMPERIMETRO (para medir Corriente eléctrica (Amperios) (A)

1. Verificar conexión de cables de medición Cable negro en el COM (tierra o negativo del medidor) Determinar de manera teórica el tamaño de la

corriente, se calcula

,

Si es del orden de magnitud de miliamperios, el cable rojo se conecta en mA. Pero si es del orden de magnitud de amperios, el cable rojo se conecta en A

2. Selección de la función Colocar el selector de función en la parte del medidor que tenga las unidades de corriente eléctrica de directa ( ), o de alterna (A ~)

3. Selector de escala Hay dos escalas: de directa ( ), o de alterna (A ~), seleccionar la adecuada de acuerdo al tipo de función Se debe usar una escala de valor mayor al tamaño de la variable que se va a medir y con la conexión de cables apropiada como se dio en el numeral 1, con ese mismo cálculo se selecciona la escala mayor.

4. Hacer la lectura correctamente Verificar el ajuste de la escala (esto se hace con el medidor encendido), Si al estar las puntas de medición separadas se visualiza un dato en la pantalla, esto se debe anotar como el desajuste La conexión se debe hacer en SERIE, ojo, esto requiere armar un circuito mínimo Asegurar buena conexión

5. Reportar la medición adecuadamente A= A ± ΔA

La medición se debe reportar así A= A ± ΔA, donde ΔA es la incertidumbre absoluta en la medición No confundir el ΔA con el desajuste R es el valor medido, pero si la escala presentó desajuste, si este era positivo, se le resta a la lectura de escala y si es negativo se le suma Calcular el ΔA, el error de escala es el último digito de la visualización, pero metrológicamente se debe normalizar

dividiendo por

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Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 10 E. MANEJO DEL CAPACIMETRO (para medir capacitancia eléctrica C (en faradios = F)

1. Verificar conexión de cables de medición Cable negro en el COM (tierra o negativo del medidor) Cable rojo en f,V,R

2. Selección de la función Colocar el selector de función en la parte del medidor que tenga las unidades frecuencia esto es F

3. Selector de escala Se debe usar una escala de valor mayor al tamaño de la variable que se va a medir, si no se conoce, se empieza con la mayor y se va disminuyendo no al revés

4. Hacer la lectura correctamente Verificar el ajuste de la escala (esto se hace con el medidor encendido), Si al estar las puntas de medición separadas se visualiza un dato en la pantalla, esto se debe anotar como el desajuste La conexión se debe hacer en paralelo Asegurar buena conexión

5. Reportar la medición adecuadamente C = C± ΔC

La medición se debe reportar así C = C± ΔC, donde ΔC es la incertidumbre absoluta en la medición No confundir el ΔC con el desajuste R es el valor medido, pero si la escala presentó desajuste, si este era positivo, se le resta a la lectura de escala y si es negativo se le suma Calcular el ΔC, el error de escala es el último digito de la visualización, pero metrológicamente se debe normalizar

dividiendo por

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Docente: M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 11 D. MANEJO DEL FRECUENCIMETRO (para medir frecuencia (en Hertz = Hz)

1. Verificar conexión de cables de medición Cable negro en el COM (tierra o negativo del medidor) Cable rojo en f,V,R

2. Selección de la función Colocar el selector de función en la parte del medidor que tenga las unidades frecuencia esto es Hz

3. Selector de escala Solo tiene dos escalas. Usar la mayor y luego bajar

4. Hacer la lectura correctamente Verificar el ajuste de la escala (esto se hace con el medidor encendido), Si al estar las puntas de medición separadas se visualiza un dato en la pantalla, esto se debe anotar como el desajuste La conexión se debe hacer en paralelo Asegurar buena conexión

5. Reportar la medición adecuadamente f = f ± Δf

La medición se debe reportar así f = f ± Δf, donde Δf es la incertidumbre absoluta en la medición No confundir el Δf con el desajuste R es el valor medido, pero si la escala presentó desajuste, si este era positivo, se le resta a la lectura de escala y si es negativo se le suma Calcular el Δf, el error de escala es el último digito de la visualización, pero metrológicamente se debe normalizar

dividiendo por

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ANEXO 2: USO DEL BOARD O TABLERO DE CONEXIONES

Un Board, es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrónicos y

cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos. Cuando los circuitos se alimenten con corriente alterna, la frecuencia de ésta, debe ser relativamente baja

inferior a 10 ó 20 MHz,

Fuente: https://www.google.com.co/search?q=usos+del+board&biw=891&bih=333&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ah

UKEwi5sP6ArPPLAhXKrB4KHYE2DCUQ_AUIBigB#tbm=isch&q=usos+del+protoboard

Un board tiene 3 regiones: canal central, es la región localizada en el medio del board, se usa para colocar

los circuitos integrados; Buses Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard, se representan por

las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules (buses negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a

estas, no existe conexión física entre ellas, (La fuente de voltaje, generalmente se conecta aquí); Pistas: La

pistas se localizan en la parte central del protoboard, se representan y conducen según las líneas rosas

En la zona denominada pistas, los orificios verticales antes del y después del canal central equivalen a puntos

comunes, y los horizontales son puntos diferentes.

Fuente:

https://www.google.com.co/search?q=usos+del+board&biw=891&bih=333&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi5sP6ArP

PLAhXKrB4KHYE2DCUQ_AUIBigB#tbm=isch&q=usos+del+protoboard&imgrc=Uxc_wyAsBolLcM%3A