INFORME N°2 IEE340

MEDICIONES DE CORRIENTES Y TENSIONES CON TESTER ANÁLOGO Y

DIGITAL

FELIPE PEREZ LAZO

FELIPE ORTEGA QUIROZ

PROFESORA: CARLA TUREO

Introducción 15/15Desarrollo 30/45

Conclusiones

5/15

Redacción y Ortografía 8/15Puntaje 58Nota 49

Introducción

En este informe de laboratorio nos familiarizaremos con los instrumentos de medición y análisis. En esta investigación combinaremos el trabajo analítico con el experimental.

El trabajo analítico se esfuerza en explicar o predecir resultados de experimentos a través de principios y formulas físicas, y con el resultado de estos experimentos valida las teorías a su comprobación, En cambio utilizar instrumentos nos puede llevar a obtener resultados con errores, y por eso es muy importante analizarlos

En este informe nos introduciremos en el mundo de los instrumentos y de las teorías para obtener resultado de las mediciones y analizar el grado de error que tienen estos resultados al compararlo con las teorías físicas

15/ 15 puntos

OBJETIVOS

Realizar mediciones y comparar los resultados que entregan el tester análogo y el tester digital de manera que se pueda identificar cual de estos dos instrumentos es mas preciso para medir una determinada magnitud

Medir errores y llegar a una conclusión acerca de cual de estos 2 instrumentos es mejor

Marco teórico

Ley de Ohm

La diferencia de potencial (voltaje, V) entre los extremos de un conductor es igual al producto de su resistencia (R) y la intensidad (I) que circula por él

V=R*I ECUACION QUE SE CONOCE COMO LA LEY DE OHM

V=VOLTAJE (CAIDA DE TENSION) .SU UNIDAD DE MEDIDA ES VOLT

I=CORRIENTE.SU UNIDAD DE MEDIDA ES AMPERE

R=RESISTENCIA.SU UNIDAD DE MEDIDA ES OHM

CIRCUITOS EN SERIE

Un circuito esta formado por cualquier cantidad de elementos unidos en los puntos terminales, proporcionando cuando menos una trayectoria cerrada por la cual pueda fluir carga.

Dos elementos están serie si

-Solo tienen un solo nodo en común

-la corriente que pasa por estos elementos es la misma

-Su resistencia total es la suma de los niveles de resistencia

Circuitos en paralelo

Dos elementos, ramas o redes están en paralelo, si tienen dos nodos en común

-La resistencia total de los resistores en paralelo siempre es menor que el valor del resistor mas pequeño

-La conductancia total es la suma de las conductancias individuales

-El voltaje en los elementos conectados en paralelo es el mismo. La suma de resistencia es la multiplicación de ambas y divida por la suma de ambas

Ley de voltaje de kirchoff (LKV)

Para cualquier circuito de parámetros concentrados, para cualquier instante de tiempo, la suma algebraica de los voltajes a través de una malla o lazo es cero

Ley de corriente de kirchoff (LKC)

Para cualquier nodo en cualquier circuito de parámetros concentrados, y para cualquier tiempo, la ley establece que la suma algebraica de las corrientes que entran y salen de un nodo es igual a cero

ACTIVIDAD

PROCEDIMIENTO PARA MEDIR VOLTAJE EN UN CIRCUITO ELECTRICO

Para medir voltaje en circuito eléctrico a través de sus resistencias se requiere un circuito serie, ya que cada resistencia tiene distinto voltaje

Para medir los voltajes en estos elementos se debe colocar un protoboard de tal forma que las resistencia tengan solo un nodo en común sin que este conectado a otro elemento que transporte corriente. En la sgte figura se muestra un protoboard

L3/3 puntos

Observación: las líneas rojas y azules indican la posición de los nodos

Tenemos tres resistencias con sus respectivos colores que nos indican sus valores a continuación:

Códigos y series de las ResistenciasCódigo de colores Resistencias SMD Series normalizadas Simbología

Código de colores

Colores 1ª Cifra 2ª Cifra Multiplicador ToleranciaNegro 0 0

Marrón 1 1 x 10 1%

Rojo 2 2 x 102 2%

Naranja 3 3 x 103

Amarillo 4 4 x 104

Verde 5 5 x 105 0.5%

Azul 6 6 x 106

Violeta 7 7 x 107

Gris 8 8 x 108

Blanco 9 9 x 109

Oro x 10-1 5%

Plata x 10-2 10%

Sin color 20%

Resistencia 1: amarillo, violeta, rojo, dorado

Resistencia 2: rojo, negro, rojo, dorado

Resistencia 3: rojo, rojo, amarillo, dorado

Se procede a calcular el valor de las resistencias, utilizando un tester análogo y otro digital, para observar los distintos valores que mide cada uno de estos instrumentos

Después de obtener las mediciones concluimos que el tester análogo posee un error máximo de un 20% de sus mediciones, y el tester digital un error de 5%

PROCEDIMIENTO: Se toma cada resistencia fuera del protoboard y se conecta en sus terminales el tester, utilizando un cable llamado macho-caimán. En la sgtes figura se muestra un tester conectado a una resistencia cualquiera y un tester digital y análogo

Una vez obtenidos los valores de las resistencias, estas se conectan al protoboard, y en los extremos salientes del circuito conectamos la fuente de tensión de 4.5v.Luego en los terminales de cada una resistencia conectamos el tester y medimos cada una de sus tensiones. En la siguiente figura se muestra una fuente reguladora de voltaje y resistores conectados al protoboard

Como fijar el voltaje en una fuente de voltaje variable:

Para regular el voltaje, ambos instrumentos se deben conectar como se muestra en la figura. Luego desde La fuente de voltaje variable se debe regular el

Voltaje a 4.5v girando las perillas coarse y fine para ajustarlo el tester los 4.5 v

Después de calibrar la fuente esta debe ser apagada, y luego, recién conectarla al circuito

Luego de medir los voltajes en cada una de las resistencias, se calculan los voltajes nominales, para luego obtener el error en las mediciones

Para obtener el voltaje nominal, es simplemente sencillo, sólo se debe utilizar la regla divisor de voltaje, de los 4.5 v de la fuente y con los valores de las resistencias emplearla en la siguiente formula

Regla divisora de voltaje

Vn: voltaje en el resistor que deseamos obtener

Vf: voltaje de la fuente, o sea los 4.5v

Rx: resistor donde queremos obtener su voltaje

∑Re: suma de todos los resistores del circuito en serie

Para obtener el error se utiliza la siguiente formula

Valor Real: Magnitud que obtenemos al utilizar la regla divisora de voltaje

Valor Medido: Magnitud que obtenemos al utilizar los instrumentos, ya sea tester análogo o digital

MEDICION DE RESISTENCIAS

MEDICION DE RESISTENCIAS NOMINAL

R1:4700

R2:2000

R3:220000

MEDICION DE RESISTENCIA MEDIDA CON TESTER DIGITAL

R1:4600

R2:1970

R3:221500

RESISTENCIA EQUIVALENTE SERIE

RESISTENCIA EQUIVALENTE NOMINAL: 226700

RESISTENCIA EQUIVALENTE MEDIDA: 227500

MEDICION DE RESISTENCIAS Y VOLTAJE CON TESTER DIGITAL

Las mediciones hechas anteriormente se señalan en esta tabla

MEDICION CON TESTER DIGITAL

R1 R2 R3

RESISTENCIANOMINAL

4700 2000 220000

RESISTENCIAMEDIDA

4600 1970 221500

% ERROR 2.12% 1.5% 0.67%

TENSIONNOMINAL

0.09325 0.0397 4.367

TENSIONMEDIDA

0.0911 0.0389 4.37

% ERROR 2.3% 2.01% 0.06%

7/9 puntos

MEDICION CON TESTER ANALOGO

R1 R2 R3

RESISTENCIANOMINAL

4700 2000 220000

RESISTENCIAMEDIDA

4500 1900 220000

% ERROR 4.25% 5% 0%

TENSIONNOMINAL

0.09325 0.0397 4.367

TENSIONMEDIDA

0.092 0.038 4.15

% ERROR 0.05% 4.2% 4.96%

OBSERVACION: Como se puede observar en la tabla de mediciones. El tester digital es mucho menor el error, por lo que se tiene mayor precisión en las mediciones, a diferencia del tester análogo es mucho más fácil cometer un error, ya que las escalas y aguja de la medición de este son mucho más difíciles de observar. Por eso el tester análogo tiene un margen de error mucho más grande que el tester digital

8/9 puntos

Procedimiento para medir corriente en un circuito eléctrico

Para medir corriente en un circuito eléctrico en sus resistencias se requiere de un circuito paralelo, ya que sus corrientes son distintas en cada resistencia

Para realizar este proceso se debe colocar estos resistores en el protoboard de tal forma que tengan 2 nodos en común

Para medir corriente en el resistor se debe hacer lo siguiente:

-trasladar una pata del resistor y luego conectar el tester a los terminales del resistor y así sucesivamente con los otros resistores

Para calcular corrientes nominales es mucho mas sencillo, ya que estos resistores están conectados en paralelo su tensión es la misma y por tanto se utiliza la ley de ohm,

V=R*I

3/3 puntos

MEDICION DE CORRIENTES EN CIRCUITO PARALELO

R1:4700

R2:2000

R3:220000

Resistencia equivalente nominal: 1394.04

Resistencia equivalente medida: 1373

Se calcula la resistencia equivalente nominal sumando resistencias en paralelo

Tablas de cálculo de las mediciones de corrientes

Los resultados obtenidos en proceso antes mencionados se encuentran en la siguiente tabla

MEDICION CON TESTER DIGITAL

R1 4700 R2 2000 R3 220k

Corriente Nominal

0.95mA 2.25mA 0.02045mA

Corrientemedida

0.965mA 2.17mA 0.020mA

% Error 1.05% 3.55% 0.0022%

MEDICION CON TESTER ANALOGO

R1 R2 R3

Corriente Nominal

0.95mA 2.25mA 0.02045mA

Corrientemedida

0.9mA 2.2mA 0.0195mA

% Error 5.2% 2.2% 4.6%

Observación: por lo que se puede ver en los resultados. Al medir corriente los instrumentos arrojan un mayor porcentaje de error que en los cálculos de voltaje. Esto se debe ya que ya que al trasladar resistores de un punto a otro el circuito se hace mas sensible

7/9 Puntos

POTENCIOMETRO

Un potenciómetro es un resistor al que le puede variar el valor de su resistencia. De esta manera, indirectamente se puede controlar la intensidad de corriente que hay por una línea si se conecta en serie, o la diferencia de potencial de hacerlo en paralelo.

Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos con poca corriente, para potenciar la corriente, pues no disipan apenas potencia, en cambio en los reóstatos, que son de mayor tamaño, circula más corriente y disipan más potencia.

Divisor resistivo variable ajustable por medio de un cursor.

Es una resistencia formada por una delgada pista de carbón de cuyos extremos salen dos terminales; a dicha pista la recorre un cursor que está vinculado a un tercer terminal.

Si se aplica una tensión entre los terminales 1 y 2, el cursor tendrá una tensión proporcional a la posición de este sobre la pista. Su resistencia varia a través de un pequeño rotor ubicado en su parte superior y de allí se calibra usando un instrumento similar al de un lápiz bolígrafo, que permite que este rotor gire y se denomina perillero.

En la siguiente figura se observa distintos tipos de potenciómetros

PROCEDIMIENTO PARA FIJAR EL POTENCIOMETRO

El procedimiento es bastante sencillo, tan solo hay que conectar el potenciómetro entre sus patas a y b, y empezar a calibrar la resistencia deseada con el perillero girando en su parte superior

PROCEDIMIENTO PARA FIJAR CORRIENTE

-Primero se debe conectar el cable negro de la salida de la fuente a la pata b del potenciómetro, y el cable rojo de la salida de la fuente conectarlo al cable rojo de la entrada del tester. Por otro lado el cable negro de la salida del tester se debe conectar a la pata a del potenciómetro. Luego en el tester se debe ubicar los 0.3mA

ACTIVIDAD

-Variar el potenciómetro de 1 hasta los 10k

-Fijar corriente 3mA

-Obtener los resultados respectivos de las tensiones

En la siguiente figura se muestran los resultados que obtuvimos al realizar esta actividad 3/9 puntos

TABLA DE MEDICION DE VOLTAJE VARIANDO SU RESISTENCIA

VOLTAJE CORRIENTE Ra-b

1.552v 3mA 1K

3v 3mA 2K

9.18v 3mA 3K

12.44v 3mA 4K

15.18v 3mA 5K

18.43v 3mA 6K

21.90v 3mA 7K

24.23v 3mA 8K

27.60v 3mA 9K

30.09v 3mA 10K

Actividad 2 7/9 puntos

-Resistencia fija de 4.7k

-variar voltaje de -12v a 12v

-Obtener tensión real y corriente real

En la siguiente tabla y grafico se muestra el resultado de nuestra actividad

Tensión Nominal Tensión Real Corriente Real

-12V -12V -2.5mA

-9V -9V -1.8mA

-7.5V -7.5V -1.5mA

-6V -6V -1.2mA

-4.5V -4.5V -0.94mA

-3V -3V -0.62mA

3V 3V 0.62mA

4.5V 4.5V 0.94mA

6V 6V 1.2mA

7.5V 7.5V 1.5mA

9V 9V 1.8mA

12V 12V 2.5mA

GRAFICO

ObservacionLa ecuación de la recta que obtuvimos es

Y=0.00023x+0.00026

De acuerdo a la recta que obtuvimos su A corresponde a los 2.3m[s] que es la pendiente de la recta y conductancia y B donde intercepta el eje de las corrientes que es 0.00026

Al interpretar estos datos al usar de los tester concluimos que poseen un error

de 0.026% con respecto al valor real de los datos calculado como se muestra

en la figura la recta de color amarillo que posee una conductancia de 2.3m[s] y

la recta pasa por el origen por lo que se interpreta su error es cero .ya que esta

recta representa la ley de ohm

CONCLUSION

En este trabajo fue aprender a usar y diferenciar cual de estos dos tester es

mas preciso para obtener resultados y compararlos a su vez con la ley de

ohm. La conclusión que obtuvimos de utilizar estos instrumentos verificamos

que el tester digital es definitivamente más eficiente que el tester análogo. Ya

que el tester digital arroja un error muy pequeño, es más rápido y arroja una

lectura más clara y sencilla de interpretar los datos, es mas rápido, etc. En

cambio el tester análogo es todo lo contrario, ya que incurre en errores de

paralaje, o bien ocupar escalas y reglas de tres para obtener el resultado

5/15 puntos