• Author / Uploaded
• Anderson Jesus Lopez Ortega

Citation preview

APARATOS DE MEDIDA

Grupo #7c

DARWIN VANEGAS SALCEDO – 171849 JULIAN ANDRES CAICEDO QUINTERO – 171890 HAROLD MAURICIO CARVAJALINO BAYONA – 171921 ANDERSON JESUS LOPEZ ORTEGA - 181024

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAÑA FACULTAD DE INGENIERIAS INGENIERIA MECANICA ELECTROMAGNETISMO Ocaña N.S

agosto 2017 1

APARATOS DE MEDIDA

DARWIN VANEGAS SALCEDO – 171849 JULIAN ANDRES CAICEDO QUINTERO – 171890 HAROLD MAURICIO CARVAJALINO BAYONA – 171921 ANDERSON JESUS LOPEZ ORTEGA - 181024

ESP. MALKA IRINA CABELLOS MARTINEZ

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAÑA FACULTAD DE INGENIERIAS INGENIERIA MECANICA ELECTROMAGNETISMO Ocaña N.S

agosto 2017 2

OBJETIVO GENERAL

 Comprender el funcionamiento de instrumentos análogos y digitales teniendo en cuenta la sensibilidad, precisión y exactitud para su aplicación en el área de electromagnetismo.  Describir los tipos de electrización presentes en los fenómenos físicos Planteados en el laboratorio  Conocer el funcionamiento y los principios físicos de un generador de Van Der Graff.

3

INTRODUCCION

En esta práctica de laboratorio comprenderemos el funcionamiento de algunos de estos aparatos como el galvanómetro, el amperímetro, el electroscopio, el generador de Van Der Graff, entre otros. Además, aprenderemos a utilizarlos y diferenciarlos unos de otros. Así como también aprenderemos a distinguir y manejar con claridad los conceptos de sensibilidad, precisión y exactitud para su aplicación en el área de electromagnetismo. Un instrumento de medición en toda área relacionada con ello como la física, química y esencialmente en la ingeniería es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante procesos de medición, teniendo en cuenta para ello dos características importantes como lo son la precisión y la sensibilidad; donde esto influirá en el aprendizaje de todo tipo de medición, ayudando a tener cada vez más exactitud en distintas medidas.

4

MATERIALES

Parte A: Electrostática 

Equipo Pasco EX 5532: La carga electrostática



Generador de Van der Graff



2 bases pendulares con base y esferas



1 barra de ebonita



1 barra de vidrio



1 paño o piel de gato

Parte B: Aparatos de Medida 

1 fuente variable



1 batería



2 resistencias



2 condensadores



1 multímetro análogo



1 multímetro digital



1 capacitómetro



1 sensor de voltaje y la interface.

5

MARCO TEÓRICO

Sensibilidad –Precisión – Exactitud: “la Precisión en ciencia, ingeniería, industria y estadística se denomina precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas de la misma manera. la Exactitud es la capacidad de un instrumento de acercarse al valor de la magnitud real, es decir, la cercanía del valor experimental obtenido con el valor exacto de una medida. la Sensibilidad se refiere a la respuesta que el instrumento de medición tenga para medir una variable y que tan rápida sea este para estabilizar su medida”. (Astudillo, 2012)

Estos tres conceptos, aunque su significado no sea el mismo están estrechamente ligados, ya que la sensibilidad hace referencia a la unidad mínima; medida por un aparato y a su vez la precisión es la cercanía o similitud de valores obtenidos en repetidas tomas de datos, teniendo mayor cercanía en los valores mayor será su precisión. En cambio, la exactitud conlleva a la ausencia del error en comparación al valor real, en este caso cuando el porcentaje de error disminuye la exactitud aumenta.

Imagen 1. Ilustración de precisión y exactitud

Corriente – Resistencia –Voltaje: ”La cantidad de carga eléctrica o electrones se define como corriente cuya unidad de medida son los Amperes, para que haya corriente en un circuito eléctrico es necesario el voltaje, siendo los Volt su unidad de medida, esta es la fuerza con que ese flujo de carga eléctrica puede trasladarse de un punto a otro, pero también existe una fuerza que se opone a ese flujo de electrones llamada resistencia siendo el Ohm su unidad de medida”. (Bruno, 2014)

Imagen 2. Ilustración de corriente y voltaje

imagen 3. Ilustración de una resistencia

6

Codigo De Colores: Representación visual que permite de una manera practica la manera de identificar el valor de la resistencia, cada línea de color representa un valor pre establecido el cual permite darle las condiciones de entrada eléctrica. (flores, 2014)

Imagen 4. Tabla con los códigos de colores de las resistencias electricas

Galvanómetro: “Un galvanómetro es una herramienta que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica. Se trata de un transductor analógico electromecánico que produce una deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina”. (perez, 2014)

Imagen 5. Galvanómetro

7

Amperímetro: “Un amperímetro es un instrumento que se utiliza para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Para efectuar la medida es necesario que la intensidad de la corriente circule por el amperímetro, por lo que este debe colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente”. (carranza, 2015)

El amperímetro puede ser análogo y digital. Un amperímetro análogo se forma de la combinación de un galvanómetro y una resistencia en paralelo con él y el digital cuenta con na pantalla en la cual se visualiza los resultados de la lectura.

Imagen 6. amperímetro analógico

Imagen 7. amperímetro digital

Reóstato: Un reóstato es una resistencia variable, también se le conoce como potenciómetro, los reóstatos son dispositivos que sirven para modificar la intensidad de la corriente eléctrica, consiste en un alambre enrollado de material aislante. (elguea, 2014). Según lo entendido el reóstato es un tipo de resistencia a la cual se le puede cambiar su valor de ohmios

Imagen 8. Reóstato vasico

8

voltímetro: “Un voltímetro es un aparato que se utiliza para medir las tensiones o diferencias de potencia, este presenta dos tipos análogo y digital además mide la diferencia porcentual entre dos puntos del circuito eléctrico; siendo la diferencia porcentual el trabajo de carga ejercido por el campo eléctrico sombre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas”. (zavarain, 2017)

En el voltímetro digital a diferencia del análogo es más preciso puesto que posee una pantalla digital en el cual su lectura es más exacta facilitando el uso de este haciéndolo más útil a la hora de hacer testeos eléctricos.

Imagen 9. voltímetro analógico

Imagen 10. voltímetro digital

Capacitómetro: “El capacitómetro es una herramienta que mide la capacidad de un condensador (instrumento que almacena energía sustentado un campo eléctrico) o capacitor, el capacitómetro envía una señal de una determinada frecuencia por el condensador, luego realiza un cálculo donde obtiene la magnitud de la capacidad del condensador medido, para ser visualizado en un display de cristal líquido”. (Blas, 2015)

Imagen 11. Capacitómetro digital

9

Celda de Faraday: “Una jaula de Faraday es una caja metálica que protege de los campos eléctricos estáticos. Debe su nombre al físico Michael Faraday, que construyó una en 1836. Se emplean para proteger de descargas eléctricas, ya que en su interior el campo eléctrico es nulo”. (Fernández, 2016) Básicamente esta celda de Faraday consta de propiedades conductoras que sirven de equilibrio electroestático

Imagen 12. jaula de Faraday

Maquina electrostática: Son máquinas que producen producen altísimas tensiones con una muy pequeña intensidad de corriente. (Silva, 2011) Según lo estudiado este instrumento se una manualmente para transformar el trabajo mecánico en energía eléctrica.

Imagen 13. Maquina electrostático manual

10

Generador de Van Der Graaff: “El Generador de Van der Graaff es una maquina electrostática que utiliza una cinta móvil para cumular grandes cantidades de carga eléctrica en el interior de una esfera metálica hueca. Este consta de un motor, dos poleas, una correa o cinta y dos peines o terminales hechos de finos hilos de cobre, y una esfera hueca donde se acumula la carga transportada por la cinta”. (Rodriguez, 2013)

Luego de lo leído se puede decir que el generador de van der graaff posee un efecto de que todos los electrones se van al exterior de la lata. Cualquier electrón encontrado en el interior sentirá el empuje de los otros y comenzará a moverse.

Imagen 14. Generador de van de graaff

Electrómetro: “Un electrómetro es un instrumento eléctrico para medir la carga eléctrica o diferencia de potencial eléctrico. Hay muchos tipos diferentes, que van desde instrumentos históricos mecánicos hechos a mano a los dispositivos electrónicos de alta precisión. Electrómetros modernos basados en la tecnología de tubo de vacío o de estado sólido se pueden utilizar para hacer las mediciones de voltaje y la carga con corrientes de fuga muy bajas, hasta 1 femtoampere. Un instrumento simple pero relacionado, el electroscopio, funciona en principios similares, pero sólo indica las magnitudes relativas de los voltajes o cargas”. (Vivas, 2015)

El electrómetro es un aparato electroestático que nos permite medir diferencias de potencial o de cargas eléctricas de un cuerpo.

Imagen 15. Electrómetro básico

11

Electroscopio: “El electroscopio es un aparato que permite detectar la presencia de campos eléctricos en un cuerpo e identificar el signo de la misma. El electroscopio sencillo consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de oro o de aluminio muy delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Un electrómetro se carga por contacto de un material ya cargado. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electriza y las laminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separándose, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera y las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal.” (Kangie, Fisica, 2012)

Imagen 16. Electroscopio

12

PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO A: ELECTROSTATICA 1. Análisis de electroscopio: el electroscopio está conectado al generador de Van der Graaff de esta manera las laminillas adquieren carga eléctrica, observe si se presenta atracción o repulsión. Describe que tipo de cargas tiene las laminillas. 2. Tome esfera conductora con soporte y acérquela al generador de Van der Graaff, describa el fenómeno. 3. Con las barras de diferentes materiales cárguelas en el generador y acérquelas a la base pendular que observa. Acerque la base pendular al generador de Van der Graaff. 4. Describa cómo funciona el generador de Van der Graaff. 5. ¿Qué sucede cuando acerca su brazo o su cabello cerca del generador de Van der Graaff? Describa el fenómeno. 6. Con el equipo de electrostática EX 5532, analizar tres diferentes métodos para cargar los cuerpos. Analizar y describir los principios físicos que se observan al desarrollar el montaje experimental planteado en el documento de Word que se adjunta. PROCEDIMIENTO B: APARATOS DE MEDIDA 1. Medir el voltaje en una batería con el multímetro análogo y digital. Realizar varias medidas y registrar en una tabla los valores teóricos y experimentales. 2. Compruebe con el sensor de voltaje el valor de la batería dada en voltios y además compruebe el voltaje de salida de una fuente variable. 3. Medir el valor de 2 resistencias con el multímetro análogo y digital. Realizar varias medidas y registrar en una tabla los valores teóricos y experimentales. 4. Medir el valor de dos condensadores empleando el capacitómetro. Realizar varias medidas y registrar en una tabla los valores teóricos y experimentales.

13

BIBLIOGRAFIA

Astudillo, E. A. (7 de diciembre de 2012). slideshare. Obtenido de Publicado el 7 de dic. de: https://es.slideshare.net/lautarog/precisin-y-exactitud-15542146?qid=8a298cdf-6bdf-46928d3b-c227fbb991bf&v=&b=&from_search=9 Blas, T. M. (9 de mayo de 2015). forestales. Obtenido de http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/jaula.html Bruno, P. H. (10 de julio de 2014). slideshare. Obtenido de https://es.slideshare.net/PEDROHERNANDEZBRUNO/intensidadresistencia carranza, e. (25 de julio de 2015). slideshare. Obtenido de https://es.slideshare.net/EnriqueCarranza/presentacion-instrumentos-demedicion?qid=bd1e13af-7dbe-44b7-a0a6-650584571ef0&v=&b=&from_search=2 elguea, l. o. (7 de enero de 2014). slideshare. Obtenido de https://es.slideshare.net/ReyEndymion/como-hacer-un-reostato?qid=cde50064-a531-4b3a8e37-7723fd69918b&v=&b=&from_search=1 Fernández, A. S. (23 de julio de 2016). forestables. Obtenido de http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/jaula.html flores, o. (19 de noviembre de 2014). slideshare . Obtenido de https://es.slideshare.net/onicer/medresistencia-electrica Kangie. (7 de febrero de 2012). fisica. Obtenido de http://kangiefisica.blogspot.com.co/2012/02/electroscopio.html Kangie. (7 de Febrero de 2012). Fisica. Obtenido de http://kangiefisica.blogspot.com.co/2012/02/electroscopio.html perez, r. (17 de octubre de 2014). slideshare. Obtenido de https://es.slideshare.net/Fatima1975/galvometro?qid=96d58c71-550f-49a5-86e4a7fd3f79129b&v=&b=&from_search=2 Precisión, e. y. (30 de diciembre de 2015). ingenieriaelectronica. Rodriguez, J. (25 de marzo de 2013). slideshare. Obtenido de https://es.slideshare.net/jesus9896/generador-de-van-de-graff-17690457 silva, n. (27 de febrero de 2011). slideshare. Silva, N. (27 de febrero de 2011). SlideShare. Obtenido de https://es.slideshare.net/nancysilvaUpel/mquinas-electrostticas-7082134 Vivas, M. (20 de febrero de 2015). Buenas Tareas. Obtenido de http://www.buenastareas.com/ensayos/Electrometro-y-Electroescopio/72860797.html

14

zavarain, c. (1 de junio de 2017). wikipedia. Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Volt%C3%ADmetro

15