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• Diego Medina

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• Resistencia Eléctrica y Conductancia
• voltaje
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• Electromagnetismo

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I.

OBJETIVOS : 1. Conocer el manejo de instrumentos y materiales de uso corriente en los experimentos de electricidad y magnetismo. 2. Conocer el área de operación de loa instrumentos y determinar sus lecturas. 3. Aprender a montar un circuito sencillo y medición de tensión y corriente eléctrica. 4. Identificación de los valores de resistencia.

II.

MATERIALES :

Switch

Década de Resistencia

1

Fuente Regulada

Reóstato

Tablero de Resistencias

Cables (banano-banano) Cables (cocodrilo-cocodrilo)

Voltímetro III.

Amperímetro

FUNDAMENTO TEORICO : Corriente eléctrica: Los electrones se pueden mover con una mayor velocidad mientras mayor sea la intensidad de la tensión aplicada y menor sea al resistencia que la red de átomos oponga a su paso. La intensidad de corriente se define como la carga Q que fluye por unidad de tiempo a través de una sección transversal del conducto, esto es:

2

La unidad con la que se designa la intensidad de la corriente es el amperio (que se abrevia con A)

𝑄 Ι= 𝑡 Relación entre Voltaje, Corriente y Resistencia: Si se aplican 10 voltios a un resistor de un ohmio en un circuito cerrado, fluye por él una corriente de 10 amperios los cuales se pueden medir con un amperímetro. La caída de voltaje en el resistor es de 10 voltios, medidos con un voltímetro y es opuesto en polaridad al voltaje de la batería. Si se aumenta el voltaje a 20 y el resistor sigue siendo de 1 ohmio, esto es causa de una corriente de 20 amperios, mismos que fluirán por el resistor. La caída de voltaje en el resistor sigue siendo igual al voltaje de la batería, en este caso 20 voltios. Otro ejemplo: Si mantenemos el voltaje en 20 voltios y aumentamos el resistor a 5 ohmios, la corriente bajará a 4 amperios. A esta relación entre el voltaje, la corriente y la resistencia se le llama "LEY DE OHM".

La resistencia de un material depende de varios factores: longitud, área de su sección transversal, tipo de material, y temperatura, pero para los materiales que obedecen a la Ley de Ohm, no depende de la intensidad de corriente I; es decir, la relación V/I es independiente de R. Estos materiales, entre ellos la mayor parte de los metales, se denominan materiales óhmicos. En estos materiales, la caída de tensión a través de una porción del conductor es proporcional a la corriente:

V = IR 3

Medición indirecta de corriente: Si n se tiene a disposición un amperímetro, sino únicamente un voltímetro, se puede determinar también de manera indirecta la intensidad de la corriente por medio de una medición de tensión. Para ello se aprovecha la relación que existe entre la corriente y la tensión en una carga – esto es la ley de ohm. La intensidad de corriente se obtiene entonces a partir de la ecuación:

𝑈𝑀 𝐼= 𝑅𝑀 Resistencia eléctrica: Si una corriente eléctrica circula a través de un conductor, los portadores de carga libres (electrones libres) se mueven entre los átomos de la red. En este caso siempre se producen colisiones entre los átomos, por lo cual, los electrones libres se ven rechazados y, de esta manera, se frena su movimiento. El conductor opone una resistencia a la corriente eléctrica que debe ser vencida por la tensión.

𝑅=

𝜌.𝑙 𝐴

La constante de material 𝜌 indica la resistencia especifica del material conductor en la unidad Ω 𝑚𝑚2 ⁄𝑚 es la longitud del conductor en m, y 𝐴 la sección trasversal del conductor en 𝑚𝑚2 .

Diseño de las resistencias: Las imágenes siguientes muestran los símbolos gráficos de diferentes tipos de resistencias.

Resistencia Variable

4

Resistencia

IV.

PROCEDIMIENTO : Experimento 4 Llenar la tabla 1 con los valores de las resistencias del tablero de resistencias con sus respectivas tolerancias. Codificación de colores y la tolerancia está indicada en la siguiente tabla:

Color

Código

Color

Tolerancia

Negro

0

Incoloro

±20%

Marrón

1

±10%

Rojo

2

±5%

Naranja

3

Marrón

±1%

Amarillo

4

Rojo

±2%

Verde

5

Verde

±0.5%

Azul

6

Azul

±0.25%

Violeta

7

Violeta

±0.1%

Gris

8

blanco

9

TABLA 1

5

1º Banda

2º Banda

3º Banda

4º Banda

Valor De Banda

1

3

0

0

±5%

(28.5 - 31.5)

2

2

7

1

±5%

(256.5 - 283.5)

3

4

7

0

±5%

(44.65 - 49.35)

4

1

2

1

±5%

(114 - 126)

5

8

2

0

±5%

(77.9 - 86.1)

6

1

0

1

±5%

(95 - 105)

Experimento 5:

Variación del voltaje y la corriente manteniendo la resistencia constante.

1. Arme el circuito de la figura 1, teniendo cuidado en conectar la polaridad correcta en cada elemento.

+

-

r Figura 1

V A

R

2. Fije un valor determinado de R en la caja de resistencias y con el cambio de posición del cursor del reóstato r, haga lo posible la variación de la corriente I y la diferencia de potencial V. 3. En la tabla 2 anote las lecturas correspondientes del amperímetro y voltímetro para cada posición diferente del cursor del reóstato.

TABLA 2 Resistencia: 20 ohmio ( )

6

Voltaje(V)

0.975

0.775

0.625

0.5

0.4

0.275

1.5

Intensidad (A)

0.8

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

Variación de la corriente y la resistencia, manteniendo constante el voltaje.

4. Usando el mismo circuito de la figura 1, observe y anote en la tabla 2 los valores de corriente cuando cambian los valores de R en la caja de resistencias conservando constante la diferencia de potencial entre lo terminales de la misma Para conseguir esto varíe la posición del cursor del reóstato para cada lectura. V = 0,75 Voltios (V) Resistencia ( ) Intensidad (I)

1

2

3

4

5

6

7

0.64

0.3

0.22

0.15

0.12

0.1

0.08

Variación de la diferencia de potencial y la resistencia manteniendo constante la corriente.

5. Arme el circuito de la figura 2. Varíe los valores de la resistencia en la caja y para cada valor anote en la tabla 2 los valores del voltaje, conservando constante un determinado valor de la corriente para las distintas lecturas de V y R, variando la posición del cursor del reóstato.

+

-

r Figura 2

V

R

7

A

Intensidad: 0,01 Amperios (A) Resistencia ( ) Voltaje (V)

V.

1

2

3

4

5

6

7

0.15

0.375

0.625

0.850

1.1

1.325

1.425

CUESTIONARIO: 1. ¿Cuántas escalas poseen los instrumentos? Describa cada uno de ellos, indique su mínima y máxima lectura en cada escala.  Amperímetro: El amperímetro tiene 3 escalas, su lectura es 0.001 a 0.15 A, 0.01-1 A y 0.1 a 15 A.  Voltímetro: Puede medir la diferencia de voltaje en 3 escalas, son de 0.1-3V, 0.5-15V y 0.2-10V.  Caja de resistencia: Nos permite variar el valor de la resistencia desde 1 a 999 𝑽

2. En la tabla 2 verifique la relación de la ley de ohm (𝑹 = 𝑰 ), para cada uno de los valores de 𝑽 e 𝑰 ¿Los valores de 𝑹 son iguales? Explique. 3. Elabore un cuadro similar a la tabla 1, con otros resistores.

8

1º Banda

2º Banda

3º Banda

4º Banda

Valor De Banda

1

5

0

1

±5%

(475-525)

2

8

2

1

±10%

(738-902)

3

3

6

0

±5%

(34.2-37.8)

4

1

4

0

±10%

(12.6-15.4)

5

6

3

0

±10%

(56.7-69.3)

6

5

1

1

±5%

(484.5-535.5)

VI.

DEFINICIONES: 1. Switch: - Es un dispositivo que permite interrumpir o hacer continuo el curso de un circuito eléctrico. 2. Fuente Regulada: - En general, se entiende por fuente de alimentación de un equipo eléctrico, la parte del mismo destinada a adecuar las características y parámetros de la energía disponible para la alimentación del mismo, o fuente de alimentación primaria, con el fin de proveer un funcionamiento estable y seguro. 3. Década de Resistencia: - Es un dispositivo cuya función se basa en la conmutación de valores de resistencia mediante la variación de los potenciómetros, reóstatos o resistencias variables, dicho valores pueden variar de 0 a 1 MΩ , en incrementos sucesivos. La valoración de estas resistencias es ±(0,005N+0,1) ohm, donde N es el valor indicado. Si por ejemplo, se coloca una perilla en 1 y su múltiplo es X100, la segunda en tres (3) y su múltiplo es X10 y la tercera en 5 y su múltiplo es X1 la resistencia obtenida será: (1X100)+(3X10)+(5X1) = (100+30+5) = 135Ω y su apreciación sería ±(0,005x135+0,1) Ω =± 0,775Ω

4. Reóstato: - es el dispositivo de un circuito eléctrico que permite modificar su resistencia. A través del movimiento de un cursor o de un eje, el reóstato permite variar el nivel de la corriente. 5. Tablero de Resistencias: Tablero que contiene 6 resistencias de diferentes valores. 6. Cables: - Cables banano – banano y cocodrilo – cocodrilo para unir los demás dispositivos al circuito. 7. Voltímetro: - Se llama voltímetro al dispositivo que permite realizar la medición de la diferencia de potencial o tensión que existe entre dos puntos pertenecientes a un circuito eléctrico. El voltímetro, por lo tanto, revela el voltaje (la cantidad de voltios). 8. Amperímetro: - Un amperímetro es un instrumento que se utiliza para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico.

9

VII.

CONCLUSIONES: 1. La ley de ohm no se cumple para todos los materiales, por ejemplo no cumple para los semiconductores. 2. La corriente es inversamente proporcional a la resistencia, por lo tanto cuando aumenta la resistencia la corriente baja y viceversa.

3. La corriente es directamente proporcional al voltaje, por lo tanto cuando aumenta el voltaje aumenta también la corriente. 4. La grafica de 𝑅 versus 𝐼 tiene pendiente negativa debido a que son inversamente proporcionales y la gráfica de 𝑉 versus 𝐼 , al ser rectificada, tiene pendiente positiva debido a que son directamente proporcionales.

VIII. SUGERENCIAS: 1. Se debe tener cuidado a la hora de medir o al hacer las conexiones ya que una mala conexión podría averiar los instrumentos de medición como el voltímetro o el amperímetro.

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