1. Laboratorio 2. Circuitos 1.<br />Universidad Distrital Francisco José de Caldas<br />Velosa A. Silvia P. - León R. Cesar A.- Bello G. Iván D. <br />Morticia-30@hotmail.com - cesar-leon14@hotmail.com - idbellog@hotmail.com <br />Porras B. Jorge E.<br />Marzo de 2010<br />Objetivos<br />Comprobar los conocimientos adquiridos en clase sobre la determinación de las resistencias equivalentes de un circuito con montajes en serie paralelo.<br />Elementos<br />-Multimetro<br />- 30 Resistencias Varias<br />Resumen <br />En este Segundo laboratorio se empezó escogiendo 30 resistencias entre 400Ω y 2 MΩ primero anotábamos en el cuadro el valor de la resistencia medida según el código de colores de la resistencias enseguida se media el valor de resistencia real luego mediamos la corriente y por ultimo el voltaje después de llenar completamente la tabla se procedió a realizar las graficas necesarias para poder concluir correctamente la ley de Ohm y de acuerdo a las graficas obtenidas se empezó con la conclusión de corriente Vs resistencia, Potencia Vs Resistencia, Voltaje Vs resistencia con los valores ideales y medidos obtenidos en la tabla dicha anteriormente. <br />Palabras Clave<br />Multimetro, resistencias, Metrología, código de Colores, Simbología Electrónica, esquemas electrónicos, Protoboard, ley de Ohm<br />1. Introducción <br />El objetivo fundamental de este segundo laboratorio es conocer a la perfección la ley de ohm por medio de análisis de graficas es muy importante conocer a cabalidad la ley de ohm puesto que mas adelante las vamos a utilizar cuando abordemos el tema de Thévenin y Norton. Es muy importante la ley de ohm puesto que mas adelante cuando estemos trabajando compuertas digitales los cálculos que hagamos tienen que ser los mas precisos puesto que mas adelante cuando necesitemos trabajar con un voltaje exacto como lo son las compuertas lógicas que solo sirven en un rango de 5 voltios y mas aún si necesitamos diferenciar entre un uno lógico y un cero lógico puesto que esos valores si tienen que ser perfectamente exactos para que la compuerta lógica sea capaz de diferenciar y así el proceso de la practica o del circuito que estemos montando no sea vea afectado por voltajes. <br />2. Contenido <br />Multimetro: <br />Imagen tomada de http://www.sumelnet.com/images/<br />multimetro_KMY65.jpg muestra la forma fisica de un multimetro.<br />El amperímetro, el voltímetro, y el ohmiómetro utilizan un galvanómetro para hacer su medición. La diferencia entre estos aparatos es el circuito utilizado con el movimiento básico. Es por lo tanto claro que se puede diseñar un instrumento para realizar las tres funciones de medición. Este dispositivo, tiene un interruptor de función que selecciona el circuito apropiado al galvanómetro y es llamado comúnmente multímetro o medidor-volt-ohm-miliampere (VOM). Uno de los instrumentos de propósitos más versátiles, capaz de medir voltajes de cd y ca, corriente y resistencia, es el multímetro electrónico de estado sólido o VOM. Aunque los detalles del circuito varían de un instrumento a otro, un multímetro electrónico generalmente contiene los siguientes elementos: Amplificador de cd de puente – equilibrado y medidor indicador. Atenuador de entrada o interruptor de RANGO, para limitar la magnitud del voltaje de entrada al voltaje deseado. Sección de rectificación para convertir el voltaje de ca de entrada en voltaje de cd proporcional. Batería interna y un circuito adicional para proporcionar la capacidad para medir resistencias. Interruptor de FUNCIÓN, para seleccionar las distintas funciones de medición del instrumento. Además el instrumento suele incluir una fuente de alimentación para su operación con la línea de ca y, en la mayoría de los casos, una batería para operarlo como instrumento portátil de prueba. Los multímetros analógicos son instrumentos de laboratorio y de campo muy útiles y versátiles, capaces de medir voltaje (en cd y ca), corriente, resistencia, ganancia de transistor, caída de voltaje en los diodos, capacitancia e impedancia. Se les llama por lo general multimeters (en inglés se les llama VOM, volt ohm miliammeters). En últimas fechas se han ampliado y mejorado las posibilidades de funcionamiento de esos medidores se ha aumentado en forma considerable sus posibilidades y su exactitud. Además, mediante el empleo de amplificadores de entrada con transistores de efecto de campo (FET) para mediciones de voltaje cd, sus impedancias rebasan con frecuencia a los 100 MΩ. Por ultimo la escala del óhmetro ya no se ha de llevar a cero para compensar los cambios internos del voltaje de batería o los cambios de escala. Las mediciones de voltaje se pueden efectuar sobre el rango de 0.4 mV hasta 1000 V con exactitudes de 0.1 por ciento. Las mediciones de corriente se pueden llevar a cabo desde 0.1 μA hasta 10 A con exactitudes de 0.2 por ciento. Se miden resistencias tan altas como 40 MΩ con exactitud de 1 por ciento. Las mediciones de resistencia menores tienen una exactitud de 0.2 por ciento. Los multímetros digitales han tomado el lugar de los multímetros con movimientos de D'Arsonval por dos razones principales: mejor exactitud y eliminación de errores de lectura. Sin embargo con frecuencia se agrega una escala analógica en la escala digital para dar una indicación visual de entradas que varían con el tiempo. La posibilidad de observar la indicación del medidor en forma analógica es muy importante cuando se estén localizando fallas en sistemas de instrumentación, por ejemplo, la rapidez con que cambia una variable, al igual que su magnitud, pueden dar indicaciones valiosas en muchas situaciones de localización de problemas.<br />3738245782955Resistencia: Una resistencia o resistor es un elemento que causa oposición al paso de la corriente, causando que en sus terminales aparezca una diferencia de tensión (un voltaje).<br />En el gráfico más abajo tenemos un bombillo / foco en el paso de la corriente que sale del terminal positivo de la batería y regresa al terminal negativo. <br />30810202128520Símbolo de la resistencia Este bombillo / foco que todos tenemos en nuestros hogares es una resistencia. Las resistencias se representan con la letra R y el valor de éstas se mide en Ohmios (Ω). Las resistencias o resistores son fabricadas en una amplia variedad de valores. Hay resistencias con valores de Kilohmios (KΩ), Mega ohmios (MΩ). Estás dos últimas unidades se utilizan para representar resistencias muy grandes. En la siguiente tabla vemos las equivalencias entre ellas: <br />1 Kilohmio (KΩ) = 1,000 Ohmios (Ω)1 Mega ohmio (MΩ) = 1,000,000 Ohmios (Ω)1 Mega ohmio (MΩ) = 1,000 Kilohmios (KΩ)<br />Para poder saber el valor de las resistencias sin tener que medirlas, existe un código de colores de las resistencia que nos ayudan a obtener con facilidad este valor con sólo verlas. Para obtener la resistencia de cualquier elemento de un material específico, es necesario conocer algunos datos propios de éste, como son: su longitud, área transversal, resistencia específica o resistividad del material con que está fabricada.<br />Imagen tomada de http://imagenes.unicrom.com.s3.amazonaws.com/corriente.gif Muestra la forma de una resistencia en un circuito eléctrico<br />Código de Colores<br />Los resistores son fabricados en una gran variedad de formas y tamaños. En las más grandes, el valor del resistor se imprime directamente en el cuerpo del mismo, pero en los más pequeños no es posible. Para poder obtener con facilidad el valor de la resistencia / resistor se utiliza el código de colores Sobre estos resistores se pintan unas bandas de colores. Cada color representa un número que se utiliza para obtener el valor final del resistor. Las dos primeras bandas indican las dos primeras cifras del valor del resistor, la tercera banda indica cuantos ceros hay que aumentarle al valor anterior para obtener el valor final del resistor. La cuarta banda nos indica la tolerancia y si hay quinta banda, ésta nos indica su confiabilidad<br />20237451404620Ley de Ohm: La Ley de Ohm establece que quot;
la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismoquot;
, se puede expresar matemáticamente en la siguiente ecuación:<br />Donde, empleando unidades del Sistema internacional, tenemos que: <br />I = Intensidad en amperios (A)<br />V = Diferencia de potencial en voltios (V) ó (U)<br />R = Resistencia en ohmios (Ω).<br />Esta ley no se cumple, por ejemplo, cuando la resistencia del conductor varía con la temperatura, y la temperatura del conductor depende de la intensidad de corriente y el tiempo que esté circulando. La ley define una propiedad específica de ciertos materiales por la que se cumple la relación:<br />9569459525<br />Un conductor cumple la Ley de Ohm sólo si su curva V-I es lineal, esto es si R es independiente de V y de I.<br />Protoboard<br />ProtoBoard o Breadboard: Es en la actualidad las placas de prueba más usadas están compuestas por bloques de plástico perforados y numerosas láminas delgadas -de una aleación de cobre, estaño y fósforo; que unen dichas perforaciones, creando una serie de líneas de conducción paralelas. Las líneas se cortan en la parte central del bloque de plástico para garantizar que dispositivos en circuitos integrados tipo DIP (Dual Inline Packages), puedan ser insertados perpendicularmente a las líneas de conductores. En la cara opuesta se coloca un forro con pegamento, que sirve para sellar y mantener en su lugar a las tiras metálicas. Un computador basado en el Motorola 68000-con varios circuitos TTL montados sobre una arreglo de protoboard. Debido a las características de capacitancia (de 2 a 30 pF por punto de contacto) y resistencia que suelen tener los protoboard están confinados a trabajar a relativamente baja frecuencias - inferiores a los 10 ó 20 MHz dependiendo del tipo y calidad de los componentes electrónicos utilizados.<br />Imagen tomadad de http://pablohoffman.com/twiki/pub<br />/Oscusb/DocCap08Fabricacion/protoboard.JPG Muestra la forma física de una protoboard<br />Fuente de voltaje:<br />A fuente del voltaje es cualquier dispositivo o sistema eso produce fuerza electromotriz entre sus terminales O deriva un voltaje secundario de una fuente primaria de la fuerza electromotriz. Una fuente primaria del voltaje puede proveer (o absorber) energía a un circuito mientras que una fuente secundaria del voltaje disipa energía de un circuito. Un ejemplo de una fuente primaria es un campo común batería mientras que un ejemplo de una fuente secundaria es a regulador de voltaje. En teoría eléctrica del circuito, una fuente del voltaje es dual de a fuente actual. <br />3. Resultados y medidas<br />Rx leídaRx medida% errorI calculadaI medidaVol. IdealVoltaje medi.Potencia Ideal390Ω386 Ω1,03%23,08mA23,08 mA 9v8,87v207,72mW470 Ω461 Ω1,91%19,14 mA19,3 mA9v8,89v172,26 mW510 Ω507 Ω0,59%17,64 mA17,85 mA9v9,04v158,76 mW560 Ω544 Ω2,86%16,07 mA16,6 mA9v9,03v144,63 mW680 Ω672 Ω1,18%13,39 mA13,5 mA9v8,97v120,51 mW820 Ω808 Ω1,46%11,23 mA11,14 mA9v8,08v101,07 mW1000 Ω972 Ω2,8%9,25 mA9,21 mA9v8,95v83,25 mW3300 Ω3200 Ω3,03%2,27 mA2,75 mA9v8,80v20,43 mW3600 Ω 3510 Ω2,50%2,49 mA2,5 mA9v8,77v22,41 mW4700 Ω4670 Ω0,64%1,91 mA1,96 mA9v9,15v17,19 mW6800 Ω6520 Ω4,12%1,4 mA1,4 mA9v9,12v12,6 mW8200 Ω7900 Ω3,66%1,09 mA1,11 mA9v8,76v9,81 mW10000 Ω9710 Ω2,9%0,9 mA0,9 mA9v8,73v8,1 mW15000 Ω14640 Ω2,40%0,6 mA0,6 mA9v8,78v5,4 mW18000 Ω17700 Ω1,67%0,5 mA0,5 mA9v8,85v4,5 mW22000 Ω21300 Ω3,18%0,409 mA0,424 mA9v9,03v3,681 mW30000 Ω30000 Ω0,00%0,3 mA0,3 mA9v9,00v2,7 mW33000 Ω32600 Ω1,21%0,272 mA0,277 mA9v9,03v2,448 mW51000 Ω50400 Ω1,18%0,17 mA0,17 mA9v8,56v1,53 mW68000 Ω67300 Ω1,03%0,13 mA0,13 mA9v8,74v1,17 mW100000 Ω99300 Ω0,70%0,09 mA0,089 mA9v8,83v0,81 mW120000 Ω118700 Ω1,08%0,075 mA0,075 mA9v8,90v0,675 mW150000 Ω146200 Ω2,53%0,06 mA0,06 mA9v8,77v0,54 mW220000 Ω213000 Ω3,18%0,04 mA0,04 mA9v8,52v0,36 mW270000 Ω263000 Ω2,59%0,033 mA0,034 mA9v8,94v0,297 mW510000 Ω507000 Ω0,59%0,017 mA0,017 mA9v8,61v0,153 mW560000 Ω555000 Ω0,89%0,016 mA0,016 mA9v8,88v0,144 mW680000 Ω660000 Ω2,94%0,013 mA0,014 mA9v9,24v0,117 mW750000 Ω742000 Ω1,07%0,012 mA0,012 mA9v8,90v0,108 mW750000 Ω740000 Ω1,33%0,012 mA0,012 mA9v8,88v0,108 mW<br />La forma correcta de medir corriente en una resistencia es simplemente colocar el multimetro en serie con la resistencia y cuando se necesite medir el voltaje se coloca el multimetro en paralelo con la resistencia.<br />3) Realizar las siguientes graficas para valores ideales <br />3) Realizar las siguientes graficas para valores medidos<br />4) de acuerdo con las medidas realizadas y las graficas definir la ley de Ohm<br />Como podemos observar la corriente es inversamente proporcional al valor de la resistencia esto quiere decir que a mayor resistencia menor corriente, el voltaje es constante en un circuito cuando el voltaje es ideal y la resistencia es directamente proporcional a la diferencia de potencial.<br />5) de acuerdo con la grafica explique el comportamiento del voltaje/resistencia, potencia/resistencia y corriente/resistencia<br />En la grafica de voltaje/resistencia se muestra que ambos son directamente proporcional puesto que a mayor voltaje se necesita una resistencia de mayor capacidad y cuando esto no sucede la resistencia que se pone con menor capacidad a gran voltaje se va calentar considerablemente y en el peor de los casos quemarse. <br />En la grafica de potencia se muestra que a mayor resistencia menor va a ser la potencia y esto es cierto puesto que la ecuación de potencia es igual a corriente por voltaje siendo el factor corriente uno de las variables para hallar potencia por ende la potencia es inversamente proporcionar a la resistencia. <br />En la grafica de corriente se ve que es inversamente proporcional a la resistencia puesto que a mayor resistencia menor será el flujo de corriente que pase por ese punto. <br />4. Conclusiones <br /> <br />Una de las leyes mas solidas de los circuitos es la ley de ohm y aquí se ve representado perfectamente en la resistencia que dio un porcentaje de error de 0 los cálculos realizados son perfectos<br />Es muy importante conocer a completa cabalidad la ley de Ohm puesto que es necesario mas adelante cuando abordemos el tema de compuertas lógicas en donde la precisión para el voltaje de diferencia entre seros y unos lógicos debe ser perfecto<br />Aprendimos también que las leyes de ohm se pueden aplicar en la mayoría de los circuitos y es una forma fácil y segura de resolverlos.<br />5. Referencias<br />http://www.sumelnet.com/images/ multimetro_KMY65.jpg <br />http://pablohoffman.com/twiki/pub/Oscusb/DocCap08Fabricacion/protoboard.JPG<br />http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm<br />http://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebas<br />Autores: Velosa A. Silvia P. - León R. Cesar A.-Bello G. Iván D. - <br />