Circuitos eléctricos

Electrónica. Simbología. Voltímetro. Amperímetro. Ley de Ohm

  • Enviado por: Felipe Grüttner
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 9 páginas
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Universidad Gabriela Mistral

Ingeniería Civil Industrial y de Sistemas

Informe Nº1

Introducción a los Circuitos Eléctricos

La corriente es directamente proporcional al voltaje.

La Ley de Ohm () dice que la resistencia es igual que el cuociente entre el voltaje y la corriente.

 = V/I

La resistencia experimental es R = 2.24 ± 0.02 

La resistencia según el gráfico es la pendiente dada entre la recta dada por el cuociente entre el voltaje y la corriente que es R = 2.205 

La resistencia del amperímetro es nula.

Introducción

En este trabajo trataremos de encontrar una relación entre la corriente y la diferencia de potencial de un circuito. Para esto también conoceremos la simbología tradicional que se ocupa para entender y dibujar todos estos circuitos y a la vez podremos darnos cuenta que sucede cuando el sistema se altera cambiando de posición los amperímetros o voltímetros.

Procedimiento Experimental

Lo primero que haremos es presentar la simbología que ocuparemos para este informe y para el resto del curso.

Resistor

A Amperímetro

V Voltímetro

Alambres de Resistencia despreciable

Alambres con contacto eléctrico

Reóstato

Batería (de 3 celdas en este caso)

Interruptor (simple de apagado y encendido)

Para poder hacer este experimento tomamos en cuenta diversas reglas de los circuitos eléctricos como lo son amperímetros que siempre se conectan serie, los voltímetros que siempre se conectan en paralelo y los terminales marcados +, de cualquier medidor, que deben estar en el lado + de la fem (fuerza electromotriz, que se refiere a la fuente de diferencia de un potencial).

Los elementos que usamos para hacer este experimento fueron los siguientes:

  • Amperímetro de cd (mide la corriente ocupada en el circuito en amperes)

  • Voltímetro de cd (mide el potencial ocupada en el circuito en volts)

  • Fuente de Fem

  • Alambres para la conexión

  • Interruptor

  • Resistor (mide la resistencia del circuito en ohms)

La situación es la siguiente:

Los supuestos que tomamos en cuenta en este experimento fueron:

  • Los aparatos utilizados estaban bien calibrados

  • El voltaje y la corriente ocupado en el experimento eran los correctos

Los primero que vamos a hacer en el experimento es armar el sistema para poder medir la corriente y el potencial variando el voltaje.

Para medir los amperes conectamos el circuito en serie, y los voltímetros los conectamos en paralelo.

Los datos encontrados fueron los siguientes:

Voltaje (volts)

Corriente (miliamp)

1.60 ± 0.03

0.69 ± 0.03

2.20 ± 0.03

0.95 ± 0.03

2.85 ± 0.03

1.25 ± 0.03

3.42 ± 0.03

1.48 ± 0.03

3.89 ± 0.03

1.69 ± 0.03

4.63 ± 0.03

2.08 ± 0.03

5.13 ± 0.03

2.30 ± 0.03

5.78 ± 0.03

2.60 ± 0.03

6.77 ± 0.03

3.03 ± 0.03

7.56 ± 0.03

3.40 ± 0.03

8.36 ± 0.03

3.76 ± 0.03

9.04 ± 0.03

4.07 ± 0.03

10.01 ± 0.03

4.50 ± 0.03

10.90 ± 0.03

4.90 ± 0.03

11.39 ± 0.03

5.13 ± 0.03

12.18 ± 0.03

5.49 ± 0.03

La incerteza inicial la intuimos como ± 0,03 pues el medidor de corriente que ocupamos tiene un grado de error alrededor del 5 a 10% y más el valor de la medida decidí ponerle esa incerteza inicial. Vamos a graficar estos datos para entender mejor esta situación:

Si nos damos cuenta en el gráfico, la corriente es directamente proporcional al voltaje, lo cual indica que si yo aumento el ingreso de potencial al sistema el voltaje va a aumentar igual que la corriente.

Ahora que sucede si dividimos el voltaje por la corriente:

Voltaje

Corriente

Volt/Amp

1.60 ± 0.03

0.69 ± 0.03

2.31 0.04

2.20 ± 0.03

0.95 ± 0.03

2.31 0.07

2.85 ± 0.03

1.25 ± 0.03

2.28 0.02

3.42 ± 0.03

1.48 ± 0.03

2.31 0.05

3.89 ± 0.03

1.69 ± 0.03

2.30 0.04

4.63 ± 0.03

2.08 ± 0.03

2.22 0.03

5.13 ± 0.03

2.30 ± 0.03

2.23 0.03

5.78 ± 0.03

2.60 ± 0.03

2.22 0.02

6.77 ± 0.03

3.03 ± 0.03

2.23 0.02

7.56 ± 0.03

3.40 ± 0.03

2.22 0.02

8.36 ± 0.03

3.76 ± 0.03

2.22 0.01

9.04 ± 0.03

4.07 ± 0.03

2.22 0.01

10.01 ± 0.03

4.50 ± 0.03

2.22 0.01

10.90 ± 0.03

4.90 ± 0.03

2.22 0.01

11.39 ± 0.03

5.13 ± 0.03

2.22 0.01

12.18 ± 0.03

5.49 ± 0.03

2.21 0.01

Si nos damos cuenta todos los valores del volt/amp tienden hacia un mismo número. Para verlo más claramente sacaremos el promedio de estos valores.

V/I = 2.24 ± 0.02

Si nos damos cuenta de el gráfico encontrado anteriormente la pendiente de la recta encontrada es 2.205, lo cual se asemeja mucho al valor que encontramos recién. A este valor se le llama resistencia, el cual mide la potencia del sistema.

Entonces el valor de la resistencia encontrada según el gráfico es de 2.205 y la encontrada experimentalmente es de 2.24 ± 0.02 Ohm

Del gráfico podemos deducir que:

R = Voltaje/corriente

La unidad de medida de la Resistencia es el Ohm el cual se designa con la letra griega , por lo tanto:

 = V/I

Donde  = Resistencia, V = Voltaje e I = Corriente

En consecuencia esta relación es la que se conoce como la ley de Ohm.

Esta expresión tiene algunas restricciones las cuales hay que tener cuidado al ver cuales datos ocupo, por ejemplo el voltaje que ocupo no puede ser muy alto pues puede quemar el sistema, La resistencia que ocupo no puede ser muy alta pues puede impedir en demasía el paso de corriente al sistema.

La relación encontrada anteriormente sobre la resistencia es muy fiable, pues todos los datos encontrados están dentro de un mismo rango de propagación de incerteza, también relacionando los valores encontrados podemos deducir que el experimento tiene una base empírica, porque todos los datos encontrados son datos experimentales los cuales nos ayudan a encontrar la relación buscada.

Ahora veremos que sucede si cambiamos de posición dentro del circuito los medidores del amperímetro, intuitivamente, no debería variar pues la resistencia del amperímetro es nula, por lo tanto la corriente sigue su curso, pero ahora lo demostraremos empíricamente:

Con el resistor en la posición original

V = 12.2 ± 0.03 volt

Y = 5.50 ± 0.03 Amp

Con el resistor en la posición X

V = 12.2 ± 0.03 Volt

Y = 5.50 ± 0.03 Amp

Experimentalmente no varía ni el voltaje, ni la corriente por lo tanto se confirma lo intuido anteriormente.

Discusión

Al desarrollar el experimento, y al graficar los datos encontrados nos damos cuenta que el voltaje es directamente proporcional a la corriente del sistema, lo cual nos dice que si aumenta el potencial que entra al sistema, la corriente y el voltaje aumentan proporcionalmente.

Dividiendo el voltaje por la corriente en cada medida nos damos cuenta que todos los valores tienden a un mismo número el cual es 2.24 ± 0.02. Si nos fijamos en el gráfico la pendiente de la recta encontrada es muy parecida, lo cual nos da fidelidad en el resultado.

Este cuociente es lo llamado resistencia, lo cual da el potencial del sistema. En consecuencia la resistencia es:

R = V/I

También se le conoce como la Ley de Ohm lo cual dice que la resistencia es el Voltaje/ Corriente.

Hay que tomar algunas restricciones para esta ley, como, por ejemplo la corriente no puede ser mucha porque podría quemar el sistema.

Si cambio la posición dentro del circuito los medidores de amperímetro no varía la corriente pues la resistencia de un amperímetro es nula.

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