Informe Técnico Medición de Tensión y Resistencia

HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS PARA LA COMUNICACIÓN

INFORME TÉCNICO “Medición de Tensión y Resistencia Eléctrica”

Integrantes: Tupayachi Sánchez, Xiomara C111-A Fernández Ayala, Jessica C111-A Rivera Ramos, Armando C111-A

Fecha de entrega: 01 de Octubre Docente: Elisa Montoya Cantoral

2014 - II

I.INTRODUCCION: ¿Cómo llega la electricidad a nuestros hogares? ¿Cómo se produce la corriente? ¿A qué llamamos resistencia? ¿Tiene esta que ver en el paso de la corriente hacia el funcionamiento de nuestros artefactos? ¿Todas las resistencias serán iguales? Estas son muchas de las preguntas que nos hemos realizado en alguna ocasión y en realidad el campo de la electricidad es muy amplio pero sencillo de aprender teniendo en consideración conceptos previos para poder comprender. En el siguiente trabajo realizado en el laboratorio desarrollaremos habilidades de reconocimiento y medición de dos conceptos que intervienen en todo los aspectos que tengan que ver con electricidad, tensión y resistencia eléctrica.

II OBJETIVOS: Objetivo general:  Aplicar los conceptos previos para efectuar una correcta medición de la resistencia y tensión en un circuito eléctrico Objetivos específicos:  Identificar las reglas de seguridad fundamentales para evitar choques eléctricos cuando se esté trabajando con tensión  Medir resistencias utilizando el ohmímetro y calcular el error introducido durante la lectura  Medir tensión continua utilizando el voltímetro y calcular el error introducido durante la lectura

III. FUNDAMENTO TEÓRICO 1. Tensión eléctrica Definimos como tensión eléctrica, la tendencia que tiene las cargas para compensarse mutuamente, el cual se origina por separación de cargas que a la

vez es proporcional al trabajo por unidad de carga necesaria para la reparación y trasporte. Se simboliza con la letra (V) y su unidad de medida es el Voltio. Existen dos tipos de tensión: Tensión alterna y continua. 1.1 Tensión alterna (AC) Definición: es aquella en la su polaridad cambia con el tiempo y sus valores no permanecen constantes.

Figura 1.1. Tensión alterna. Fuente: Elaboración propia.

1.2. Tensión continua (CC) Definición: es aquella en la que su magnitud permanece contante con el tiempo y además la polaridad de los bornes no varía.

Figura 1.2. Tensión continua. Fuente: Elaboración propia.

Unidades: Conversión: 1kv=1000 v 1v=1000mv

Diseño de un Voltímetro En esta sección se emplea el mecanismo de paletas de hierro porque es el que más utilizan los fabricantes actuales de instrumentos. Opera en el principio basado de que entre polos magnéticos semejantes hay una fuerza de repulsión. Al momento de producirse una corriente en la bobinas se produce un campo magnético que imantan las paletas fijas y móviles, imantándose de la misma manera con una misma polaridad y desarrollándose la fuerza de repulsión entre ambas. Mientras más fuerte sea la intensidad de corriente más intenso es el campo magnético y la fuerza de repulsión. (Boylestad, 2011, p. 56) “El voltímetro: una variación del circuito adicional permite utilizar el mecanismo de paletas de hierro en el diseño de un voltímetro midiendo el mecanismo de manera independiente es de 43 mV (1Ω x 43 mA)”. (Boylestad, 2011, p. 58) en resumen la medición del voltaje se va a tener que ajustar la corriente para limitarla a 1 mA cuando se aplique el voltaje máximo a través del voltímetro.

Figura 1.3. Voltímetro. Fuente: es.aliexpress.com

Formas de obtener la tensión: a) Mediante la luz: celdas o paneles solares. b) Mediante el calor: termocupla. c) Mediante procesos químicos: baterías pilas.

2. Resistencia eléctricas “Se denomina a resistencia a la dificultad que presenta un material al paso de la corriente eléctrica. Un material será más resistente que otro cuando existiendo una diferencia de potencial igual entre los extremo de los dos materiales, en uno habrá más corriente eléctrica que en el otro.” (Barrio, 1995, p. 14). Esta cita considera a la resistencia eléctrica como la oposición que ejerce el material al paso de la corriente eléctrica y el paso de esta durante un trabajo desarrollado en una unidad de tiempo, esta potencia está relacionada con la tensión o la intensidad. Se simboliza la resistencia eléctrica (R) y su unidad de medida es el ohm. Las resistencias pueden estar en paralelo o en serie como se puede ver en la figura 2.

Figura 2. Resistencias en paralelo y en serie. Fuente: www.sapiensman.com

Figura 2. Carga resistiva Fuente: Elaboración propia

IV. MATERIALES   

Multímetro Cables conductores Fuente alimentadora

V. PROCEDIMIENTO A. MEDICIÓN DE RESISTENCIA ELÉCTRICA. 1. Tome el módulo de resistores, arme el circuito y proceda a medir las resistencias con el multímetro digital, anotando los resultados en la Tabla 1. 2. Encuentre el error relativo porcentual. Anote los resultados en la Tabla 1. Tabla 1. Medición de resistencias.

Ternas

Elemento

R1 1° Terna de R2 resistencias R3 R4 2° Terna de R5 resistencias R6 R7 3° Terna de R8 resistencias R9

Valor (Ω) 4400 2200 1100 4400 2200 1100 4400 2200 1100

teórico Valor medido Ɛr % (Ω) 4393 0.16 2202 0.09 1096 0.36 4373 0.59 2205 0.22 1091 0.81 4390 0.27 2207 0.32 1104 0.36

Fuente: Elaboración propia.

1. Repita el mismo procedimiento, esta vez considerando la asociación de resistencias en paralelo. Es decir, activando una a una las resistencias midiendo el valor de la resistencia equivalente del conjunto que se forma. Tabla 2. Medición de resistencias equivalente.

Ternas

Elemento

Valor teórico Valor medido Ɛr % (Ω) (Ω)

R1 4400.0 439.6 R1//R2 1466.7 146.8 R1//R2//R3 628.6 629.5 + R4 550.0 550.4 R4//R5 Resistencia 440.0del aire (Ω)440.7 R4//R5//R6 314.3 314.3 +∞ + R7 293.3 293.3 R7//R8 258.8 258.9 R7//R8//R9 209.5 209.8

0.09 0.08 0.14 0.07 0.15 0.00 0.00 0.03 0.14

Fuente: Elaboración propia.

2. Utilizando el ohmímetro, tome las medidas de resistencia del cuerpo entre los siguientes puntos: Tabla 3. Resistencias en el cuerpo humano.

Condición de contacto De la mano derecha a la izquierda con los dedos secos.

Resistencia entre los dedos (Ω) 183.5

Fuente: Elaboración propia.

3. Tome un conductor y mida la resistencia eléctrica entre sus extremos. Tabla 4. Resistencia a circuito abierto.

Resistencia del conductor (Ω) 0.3 Fuente: Elaboración propia

4. Separe las puntas de prueba del ohmímetro a una distancia de 5cm. Mida la resistencia del aire. Tabla 5. Resistencias en cortocircuito.

Fuente: Elaboración propia.

B. MEDICIÓN DE TENSIÓN ELÉCTRICA

1. Coloque el selector del multímetro en 400 VDC y conecte el multímetro digital en los bornes 7-N. 2. Conecte la fuente de energía moviendo hacia arriba el interruptor de ALIMENTACIÓN. 3. Gire la perilla de control hasta registrar 190V en el medidor analógico. 4. Reduzca la tensión usando el medidor analógico. Cuando considere haber regulado la tensión correctamente tome lectura del multímetro digital, anote y calcule el error existente. Use la tabla 3.6. Tabla 6. Medición de la tensión.

U U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 U10

(V)

190 175 150 135 115 95 75 55 35 15

U 190.3 180.0 151.5 136.0 108.7 94.5 74.14 53.67 33.55 14.90

(V)

Ɛr % 0.31 2.85 1.00 0.74 5.47 0.52 1.14 2.41 4.14 0.66

Fuente: Elaboración propia.

V.

RESULTADO Y ANÁLISIS -

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-

Los resultados obtenidos en la Tabla 1 son los valores de las resistencias independientes de la fuente, que se tomaron como valores teóricos (4400,2200 y 1100) y los que medimos con el uso de un multímetro en función ohmímetro. Luego se procedió al cálculo del error porcentual que debe de estimar un mínimo del 5 % para verificar que la medición ha sido correcta. En la Tabla 2 se procedió a medir las resistencias en paralelo una con otra para obtener los valores medidos y teóricos para luego calcular el error porcentual. En la Tabla 3, Tabla 4 y Tabla 5 se midió las resistencias ajenas a un circuito, como la resistencia de nuestros dedos, la resistencia del mismo conductor y la resistencia del aire (resistencia infinita). En la Tabla 6 obtuvimos los valores de las tensiones con el Voltímetro digital regulando la perilla de la fuente de voltaje análoga en cada medida que se nos indica. Luego de anotar los valores, calcular el error el error porcentual que en el único caso de 110 V nos sale 5.47%, un error fuera del rango de 5 %.

VI. OBSERVACIONES

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Se debe levantar las perillas indicadas en cada tabla para obtener el valor adecuado

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Al momento de medir las resistencias individualmente, se debe medir una por una en todas las 3 ternas.

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Los errores cometidos fueron la mala conexión de los cables en el proceso de medición.

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Al medir la resistencia del aire nos salió un símbolo que desconocíamos que parecía que era cero pero significa que es infinito.

VII. SUGERENCIAS -

Se debe ajustar bien los cables al momento de medir las resistencias para obtener un dato más preciso.

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Los multímetros deben estar en correcto estado o con baterías cargadas para que no afecten en la operación del laboratorio.

VIII. APLICACIONES 

Esto se puede aplicar en nuestra vida diaria con nuestros artefactos eléctricos, no todos requieren la misma intensidad de corriente para su funcionamiento y por consecuente no poseerán la misma resistencia.

IX. CONCLUSIONES

1. Se concluyó que para producirse un choque eléctrico (cortocircuito) la resistencia del conductor debe ser nula (0 ohm), en este laboratorio se empleó conductores que poseían resistencia e incluso se midió la resistencia del aire y comprobamos que posee una resistencia infinita. Con respecto al aire podemos concluir que la conductividad del aire es variable. Al producirse las tormentas existe un campo vertical de aproximadamente 100 Volt/metro en un día normal con referencia al nivel del mar y la superficie de la tierra se encuentra cargada negativamente sirviendo como una especie de batería que con lado negativo de más de un millón de coulombios y la atmosfera cargada positivamente, a mas altura el campo se vuelve más débil. Para poder medir las resistencias el circuito debe estar abierto, así no existirá tensión.

2. Se concluyó que la medición de la resistencia sirve para saber en el circuito cuanto se va a oponer al paso de la corriente continua. Para realizar la medición se debe evitar toda corriente. A mayor resistencia menor conducción de corriente y viceversa. Las resistencias en una persona varían de acuerdo a la posición en que se encuentra y el tipo de organismo que tenga. 3. Se concluyó que la medición de la tensión es indispensable porque esta prepara el camino que va a conducir la corriente eléctrica, la tensión es independiente a esta, la tensión es la causa y la corriente vendría a ser el efecto. El medidor analógico y el medidor digital marcan diferentes resistencias pero el porcentaje de error entre ellas es mínima.

IX. BIBLIOGRAFÍA -

Vázquez, E. (1980). Instrucciones de Laboratorio de Circuitos Eléctricos. Perú: U.N.I

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Morera, X. (2006). Electrotecnia - Circuitos Eléctricos en alterna. España: Ediciones UPC.

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Gussow, M. (1995). Fundamentos de electricidad. Mexico D.F.: McGraw-Hill.

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Charles, A. (2000). Fundamentos de Circuitos Eléctricos México D.F.: McGraw-Hill.

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Barrio, R. (1995). Guis practicante de electricidad y electrónica I. España: cultural, S.A.

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Boylestad, R. (2009). Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. (ed. Decima). Mexico: Pearson.