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Informe Exp. N°2 - Física 3
Informe Exp. N°2 - Física 3
Informe Exp. N°2 - Física 3
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA QUIMICA
Laboratorio N° 2
Introducción a las mediciones eléctricas
Yulissa Rodríguez, Natalia Urueta, Ellen Figueroa, Geraldine Meza
Laboratorio de física electromagnética
Fecha de realización:
Resumen
A partir de esta práctica se conocerán algunos conceptos y elementos que conforman un circuito, de
igual manera los diferentes instrumentos que se utilizan para determinar las diferentes mediciones
eléctricas. También se estarán desarrollando dichos circuitos en plataformas tales como Tinkercad, en
donde se estará midiendo la corriente y el voltaje y se registraran los datos obtenidos en tablas Palabras
claves: circuitos, mediciones eléctricas y corrientes.
Abstract
From this practice, some concepts and elements that make up a circuit will be known, in the same way
the different instruments that are used to determine the different electrical measurements. These circuits
will also be developed on platforms such as Tinkercad, where the current and voltage will be measured
and the data obtained will be recorded in tables.
Keywords: circuits, measurements, current
1. . Introducción
. En la sociedad actual es importante el uso de la electricidad ya que es indispensable para poder
desarrollar algunas actividades de nuestro cotidiano, es por ello que necesitamos conocer los equipos
de medición en los campos eléctricos y magnéticos, porque estos nos permiten medir las magnitudes
eléctricas como lo son la corriente, la carga, la resistencia o las diversas características que componen
a un circuito desde los más simples a los más complejos. De igual forma también nos permite detectar
un mal funcionamiento en algún equipo o circuito.
2. . Marco Teórico
Las mediciones eléctricas son los métodos, dispositivos o cálculos para medir cantidades eléctricas.
En laboratorios de alta precisión se realizan mediciones de cantidades eléctricas para determinar
cantidades físicas fundamentales como la carga de un electrón o la velocidad de la luz, así como la
definición de las unidades para las mediciones eléctricas con precisión de algunas partes por millón.
Diariamente se requieren mediciones eléctricas menos precisas en el sector industrial. Las
mediciones eléctricas son una rama de la metrología.
Voltaje a tensión eléctrica o diferencia de potencial es una magnitud física que cuantifica la
diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por
unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos
posiciones determinadas.
Señal AC y DC
Las señales eléctricas pueden ser clasificadas como corriente continua (DC) o corriente alterna según
sea el caso. Simultáneamente, estas corrientes tienen una subdivisión. Una corriente continua es
aquella que circula siempre en un sentido y se clasifica en:
• Corriente continua constante: es aquella que circula en el mismo sentido con un valor
constante en el tiempo.
• Corriente continua variable: es aquella que circula en el mismo sentido con un valor variable en
el tiempo y puede ser definida en dos grupos:
Corriente continua variable general: su valor cambia según una función general o
aleatoria.
Corriente continua variable periódica: su valor cambia de forma periódica o cíclica.
Una corriente alterna es aquella que circula en ambos sentidos y se clasifica en:
• Corriente alterna general: es aquella que circula en ambos sentidos con un valor variable según
una función general o aleatoriamente en ambos sentidos.
• Corriente alterna periódica: es aquella que circula en ambos sentidos con un valor variable
periódicamente y puede ser definida en dos grupos:
Resistores
Un resistor tiene la misión producir una caída de tensión que crea dos puntos de diferencia de
potencial y pueden clasificarse en función de su respuesta como resistor lineal o no lineal y en función
de valor como resistores fijos o variables. Un resistor lineal, como su nombre lo dice, tiene una
respuesta lineal cuando está sometida a tensiones o intensidades relacionadas entre sí por la Ley de
Ohm. Por otro lado, un resistor no lineal no da como respuesta una línea recta cuando se le aplican
tensiones e intensidades. Un resistor fijo tiene un estable y un resistor variable permita ajustar su
valor.[2]
Figura 1, 10 ejemplos de resistores tomado de (GUÍA DE LABORATORIO No 2. INTRODUCCIÓN A LAS MEDICIONES
ELÉCTRICAS)
Funcionamiento de un galvanómetro
Un galvanómetro es un instrumento usado para determinar y detectar la intensidad y el sentido de
una corriente eléctrica. Este instrumento funciona con una aguja conectada con un resorte al eje de
una bobina rectangular suspendida por el efecto de dos polos opuestos de un imán permanente. La
corriente a medir circula por la bobina que se encuentra en un campo magnético y empieza girar
sobre un eje vertical que desenrosca el resorte en espiral.[3]
• Multímetro: permite realizar muchas funciones diferentes para medir la corriente, el voltaje y la
resistencia, así como las pruebas de continuidad, tensitores y diodos.
Figura 3, multímetro CEN-TECH P37772 (GUÍA DE LABORATORIO No 2. INTRODUCCIÓN A LAS MEDICIONES
ELÉCTRICAS)
• Fuente de voltaje: Medio o dispositivo que suministra voltaje constante o corriente eléctrica a un
circuito, a pesar de cualquier condición en estos.
Figura 4, fuente de voltaje LEYBOLD REF. 52145 (GUÍA DE LABORATORIO No 2. INTRODUCCIÓN A LAS MEDICIONES
ELÉCTRICAS)
Manejo del Protoboard
La protoboard es un dispositivo muy utilizado para probar circuitos eléctricos. Tiene la ventaja de
que permite armar con facilidad in circuito, sin la necesidad de realizar soldaduras. Si el circuito bajo
prueba no funciona de manera satisfactoria, se puede modificar sin afectar los elementos que lo
conforman. La protoboard tiene una gran cantidad de orificios en donde se pueden insertar con
facilidad los terminales de los elementos que conforman el circuito. Sé puede conectar casi todo tipo
de componente eléctrico, incluyendo diferentes tamaños de circuito integrados. Los únicos elementos
que no se pueden conectar son los que tienen terminales muy gruesas. Él protoboard tiene unos
orificios que están unidas de manera estandarizada que permite una fácil conexión de los elementos
del circuito que se desea armar, también está conformada por unas pistas conectoras que están
ubicado debajo de la placa blanca, estas pistas son horizontales en la parte superior e inferior de la
protoboard y son verticales en la parte central de la misma. Las pistas horizontales superiores e
inferiores normalmente se utilizan para conectar la fuente de alimentación y tierra y son llamados
“buses”. Los circuitos integrados se colocan en la parte central de la protoboard con una hilera en la
parte inferior del mismo. Para realizar conexiones, entre las patitas de los componentes, se utilizan
pequeños cables conectores de diferentes colores. Los orificios del protoboard están etiquetados con
números en la forma horizontal y con letras en la forma vertical, esto con el fin de evitar errores en
las interconexiones de los diferentes elementos de circuito.
4. Objetivos
4.1 Objetivos generales
• Conocer los diferentes instrumentos de medición comúnmente utilizados en los experimentos de
electromagnetismo.
• Conocer los simuladores más utilizados en el desarrollo de las prácticas.
5. Desarrollo experimental
Este experimento de física electromagnética se dividió en 7 partes en las que se hicieron varios tipos
de mediciones en el simulador Tinkercad el cual fue básicamente la principal herramienta de trabajo
para llevar a cabo esta guía de laboratorio:
de la protoboard de este, por lo tanto, se hizo el montaje de 4 circuitos los cuales se respetó el código de
colores que correspondía a cada resistor representados en la figura 1 al momento de hacer el montaje, las
Circuito #1
Medida Rangos
Medida Rangos
Como podemos ver el porcentaje de error entre las resistencias teóricas y experimentales para cada
resistor fue del 0% esto ocurre porque al trabajar con un laboratorio virtual las mediciones de las
resistencias experimentales por defecto serán exactas e iguales a las halladas teóricamente.
V1 V2 I1 I2 P1 P2 Total
9,878 2,1103 0,0449 0,0449 0,4435 0,0947 0,5388
Para el análisis de esta sección se tomaron 2 resistencias, una con un valor de 220 y otra con un valor de
47 y como se puede observar el voltaje entre las dos resistencias varia pero la corriente si es la misma en
todo el circuito.
Para la segunda parte de esta sección se tomaron 5 resistencias y se colocaron en serie y se le aplicaron
10V y luego 12V, se observó que hay mayor corriente de tensión en la simulación de 12 voltios, es decir,
la de mayor voltaje.
R1 220 20 0,09
R2 47 20 0,425
R3 1500 20 0,013
R4 100 20 0,2
R5 2200 20 0,009
0,737
El voltaje para cada una de la resistencia fue el mismo en todo el circuito, pero las intensidades en un
circuito en paralelo si varia, ya que la intensidad que nos muestra el simulador es la intensidad total que
es igual a la suma de las intensidades de cada una de las resistencias. Para hallar la intensidad de cada
resistencia se tuvo en cuenta la ley de Ohm, donde 𝐼𝐼 =
Fuente 22 5 110
R1 18.1 5 90.5
R5 18.1 5 90.5
1) 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. El amperímetro
debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible con la finalidad de evitar una caída de
tensión apreciable (al ser muy pequeña permitirá un mayor paso de electrones para su correcta
medida). Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la
corriente eléctrica, están dotados de bobinas de hilo grueso y con pocas espiras.
2) Para medir la diferencia de potencial entre dos puntos se conecta el voltímetro en paralelo (porque
mide la diferencia entre dos puntos, por ejemplo, a la entrada y a la salida de un elemento del
circuito).
3) Un voltímetro ideal sería aquel que no dejase pasar intensidad a través de él. Esto equivale a decir
que presentase entre sus terminales una resistencia infinita (circuito abierto). En la realidad, la
resistencia interna de un voltímetro es finita. Será tanto más próximo al casó ideal cuanto mayor
sea su valor.
4) Un amperímetro ideal sería aquel en el que se produjera una caída de tensión nula entre sus
extremos. Esto equivale a decir que presentase entre sus terminales una resistencia
cero(cortocircuito). En realidad, siempre hay una resistencia, aunque pequeña, lo que lleva consigo
la aparición de errores en las medidas.
5)
𝑅𝑅1||𝑅𝑅2
1𝐾𝐾Ω||1𝐾𝐾Ω
𝑅𝑅 ,
Figura 13.2
Figura 13.3
𝑅𝑅1, 2,5||𝑅𝑅3
970Ω||100Ω
R ,,,
𝑅𝑅1, 2, 5,3 =90.654Ω
5.2) Conecta una fuente de 25V entre las terminales a y b del circuito anterior. El terminal positivo
5.4) Encuentre la potencia total de los resistores y compárala con la potencia suministrada por la
fuente. Qué puedes concluir.
Figura 13.6 Medidas del circuito mixto 25V en el simulador tinkercad (A)
Se concluye que la potencia total proporcionada por la resistencia es muy similar a la potencia
proporcionada por la fuente, con un margen de error de alrededor del 0,12%. Este porcentaje de
cortocircuito de la resistencia 2.
La conclusión a la que nos conduce el experimento realizado es que cuando se produce un cortocircuito,
sólo se ve afectada la resistencia del cortocircuito, pero cuando se abre uno de ellos, la corriente deja de
fluir hacia la resistencia posterior.
6. Conclusiones
Los conceptos y experiencias vistos en el laboratorio virtual, permiten observar y verificar que
los valores obtenidos se acerquen a los valores teóricos, aprendido a utilizar simuladores e
instrumentos de medida de amplitudes eléctricas. Se logró aprender a determinar los valores de
resistencia y presión a través de un conjunto de bandas de colores en el cuerpo del elemento.
Además, se observó un menor porcentaje de error relacionado con diferentes factores, que
pueden provenir de elementos empíricos como multímetros o Protoboard. También pudimos
entender los códigos de colores de las resistencias, lo que nos permitió identificar el valor de
las resistencias.
Referencias Bibliográficas.
[3]R, J. L. (n.d.). GALVANOMETRO | Que es, para que sirve, como funciona y partes.
https://comofunciona.co/un-galvanometro/
[4]Tinkercad | From mind to design in minutes. (n.d.). Www.tinkercad.com. Retrieved June 21, 2020,
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[5]de, C. (2004, May 13). instrumento para medir la intensidad de las corrientes eléctricas.
Wikipedia.org; Wikimedia Foundation, Inc.
https://es.wikipedia.org/wiki/Amper%C3%ADmetro#:~:text=Para%20efectuar%20la%20medida%20e
s
[6] 2.1. Medida de las magnitudes eléctricas | Electrónica y nuevos avances tecnológicos en el campo de
la comunicación: Electricidad y electrónica. (n.d.). Agrega.juntadeandalucia.es. Retrieved February
15, 2022, from
http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/22032017/7b/esan_2017032212_9125830/21_medida_de_
las_magnitudes_elctricas.html