ESCUELA POLITECNICA NACIONAL LABORATORIO DE...

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

LABORATORIO DE ELECTRICIDAD 1

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PRACTICA No 1

TÍTULO: RECONOCIMIENTO DEL EQUIPO

EQUIPO:

1 fuente regulable de voltaje

1 voltímetro DC 1-3-10-30 V

1 amperímetro DC 0.3-1-3-10 A

1 multímetro analógico

1 reóstato de 53 ohmios y 3.2 A

1 resistencia decádica. General Radio 1433 W

1 interruptor bipolar y 1 monopolar

1 fusible de 0.5 A y 250 V

OBJETIVO:

Uso correcto del equipo utilizado en las prácticas de laboratorio. Y dar a conocer el reglamento.

Conocer algunas de las normas de seguridad.

PROCEDIMIENTO: El instructor debe explicar el uso correcto de cada uno de los elementos disponibles en la mesa de trabajo. Realizar algunas mediciones con el voltímetro y el óhmetro.

INFORME:

1. ¿Cómo se selecciona el fusible adecuado para proteger un circuito? 2. ¿Cuándo se tiene resistencia mínima y resistencia máxima en un reóstato? 3. Explique con un diagrama el uso del reóstato como divisor de voltaje. 4. Explique con un diagrama el uso del reóstato como limitador de corriente. 5. En una resistencia decádica se tiene 157 ohmios. ¿Qué voltaje máximo y qué

corriente máxima puede soportar esta resistencia? 6. ¿Cómo se selecciona un voltímetro para realizar una medición? 7. ¿Las fuentes disponibles en el laboratorio, pueden reemplazar a la batería de un

vehículo? 8. ¿Para qué sirve y como se usa el interruptor bipolar? 9. Presente los símbolos de los aparatos de medida, elementos pasivos fijos y

variables, interruptores y del fusible.



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PRACTICA NO 2 TÍTULO: MEDICIÓN DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS

EQUIPO:

1 Fuente regulable de voltaje

1 Reóstato de 3 terminales de 53 Ω

1 Resistencia decádica. General Radio 1433 w

1 Multímetro analógico (deflexión)

1 Voltímetro de C.C. 1-3-10-30 voltios

1 Amperímetro de C.C. 0.3-1-3-10 amperios

1 Interruptor bipolar (doble vía)

2 Interruptores monopolares (una vía)

OBJETIVO: Familiarizar al estudiante con el uso del equipo de medida más utilizado y algunos elementos que intervienen en un circuito eléctrico. INFORMACION: El estudiante debe recordar lo visto en la teoría de Electricidad I, referente a: divisor de voltaje, regulador de corriente, formas de identificar las resistencias eléctricas; la manera de conectar los aparatos de medición (voltímetro, óhmetro, amperímetro) y lectura de escalas en los medidores. PROCEDIMIENTO: 1.- DIVISOR DE VOLTAJE Arme el circuito de la figura NO 1

DC

V Ω

5VDC

53Ω

a

b

c

Figura NO1



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1.1 Determinar mediante observación (simple inspección) los puntos de máxima y mínima resistencia y los puntos de máxima y mínimo voltaje con respecto a un punto de referencia (respecto al punto “a” en la figura No 1) marque con una X en su hoja de datos, cuadro 1.1.

PRECAUCIÓN: *Nunca conecte el óhmetro cuando el circuito esta energizado.

1.2 * Comprobar en el circuito armado mediante mediciones, los valores de resistencia y voltaje para las posiciones de “b” que indica la hoja de datos en el cuadro 1.2, alimentando la fuente Vs = 5 V. Anote las medidas de los voltajes y resistencias en su hoja de datos, cuadro 1.2.

1.3 * Alimente el circuito de la figura NO 1 con un voltaje de fuente Vs = 5 V, mida el voltaje entre a y b, para tres valores diferentes de resistencia (10, 20, 30 Ω). Tome

en consideración la precaución antes indicada. Anote en su hoja de datos, cuadro 1.3.

2.- LIMITADOR DE CORRIENTE: Arme el circuito de la figura N0 2

DC

5VDC V A53Ω

40Ω

Figura No 2 2.1. Ponga la resistencia limitadora R en el máximo valor 2.2. Para 4 posiciones diferentes de la resistencia limitadora R (a su elección) incluyendo el máximo y el mínimo valor de la misma, alimentación Vs = 5 V, tome lectura de la resistencia, voltaje y corriente. Anote los valores en su hoja de datos, cuadro 2.1



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INFORME:

1.a.- Presente los diagramas circuitales y tabule en forma ordenada los valores de los datos obtenidos para cada uno de ellos

1.b.- Presentar los cálculos que determinan el fusible de protección para los circuitos de las figuras #1, #2 compare con el utilizado en su práctica. Haga un comentario de su uso

2.a.- Demuestre y exprese teóricamente la magnitud del voltaje de salida en función del voltaje de alimentación, en un divisor de voltaje. Compruebe que se cumple en el circuito experimental de la figura # 1.

2.b.- En el circuito de la figura #2 determine el valor del R teórico para cada uno de las posiciones utilizadas y establezca el error con las lecturas obtenidas

2.c.- En un circuito constituido por una fuente de energía y tres resistencias conectadas en paralelo, exprese teóricamente cada una de las corrientes parciales en función de la corriente total.

3.- Explique las clases de errores que se producen en la medición de una magnitud eléctrica.

3.a Exprese en forma matemática el error absoluto, error relativo y corrección de una magnitud medida. Presente ejemplos de cálculos con las mediciones por usted realizadas (figura N02).

3.b Qué errores se producen en la lectura de una magnitud, cuando la medición se efectúa con un instrumento de medida a fondo de escala.

4.- Como se expresa el valor real de una magnitud medida

5.- Indique las características de los instrumentos utilizados.

a) Principio de funcionamiento

b) Clases

c) Posición de utilización

d) Voltaje de aislamiento

e) Escala

6.- Conclusiones y recomendaciones.

7.- Bibliografía



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HOJA DE DATOS TITULO: MEDICIÓN DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS 1.- DIVISOR DE VOLTAJE 1.1

PUNTO RESISTENCIA VOLTAJE

MIN MAX MIN MAX

b en a

b en c

1.2

PUNTO OHMETRO

R = ( )

VOLTÍMETRO

V =(voltios)

b en a

b en R/2

b en c

1.3

RESISTENCIA

R ( )

VOLTÍMETRO

V (voltios)

10

20

30

2.- LIMITADOR DE CORRIENTE

RESISTENCIA AMPERÍMETRO VOLTÍMETRO

Rmax =

R =

R =

R =

Rmin =

PRACTICA N0 2 INTEGRANTES DEL GRUPO…………...................... …………………………………………………………….. FECHA DE ELABORACION…………………………… FECHA DE ENTREGA…………………………………. FIRMA DE INSTRUCTOR………………………………



6

PRÁCTICA No 3

TÍTULO: ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA EQUIPO:

Fuente regulable de voltaje

Capacitor decádico (10 uf)

Banco de resistencias (2,7 MΩ)

Interruptor Bipolar

Multímetro Digital

Voltímetro Analógico de DC

Conmutador de 2 vías

OBJETIVO: Observar el proceso de almacenamiento de energía en el capacitor, mediante mediciones de voltaje y corriente efectuados en intervalos de tiempo adecuados. INFORMACIÓN: Un capacitor se compone de dos conductores aislados muy cerca uno del otro que conducen cargas iguales y de signos opuestos. El capacitor más sencillo es el capacitor de placas paralelas. Una diferencia de potencial entre dos placas puede producirse conectando a una fuente. Los electrones se transfieren de una placa a otra, produciendo una carga igual y una opuesta sobre las placas. La unidad de capacitancia es el Faradio equivalente a Coulomb/voltio. Así una capacitancia de 1 F indica que una carga de 1 C puede almacenarse mediante una diferencia de potencial de 1V. Sin embargo una capacitancia de 1 F suele ser demasiado grande en la mayor parte de aplicaciones, por lo que se utilizan sus submúltiplos en uF. La diferencia de potencial V entre las 2 placas del capacitor es una función de la carga total Q dada por:

Q = CV

Donde C es la capacitancia. Si se proporciona la trayectoria, los electrones en una placa viajarán a la otra, disminuyendo la carga neta en cada placa. Cualquier conductor utilizado para conectar las placas de un capacitor provocará que éste se descargue. No obstante, la proporción de descarga varía en forma considerable dependiendo de la resistencia del conductor utilizado. La corriente en este caso es la proporción a la cual fluye la carga a través de un conductor.

I = Q/t

1 A = 1 C/s

El tiempo que se demora en realizarse la descarga completamente se encuentra en función de T (tau). Se puede descargar totalmente el capacitor en un tiempo de aproximadamente 5T. El valor de T en segundos se calcula de la siguiente manera:



7

T = R*C En este tiempo T, se realiza la descarga del capacitor en un 63,2% del valor total. Debido a que es una función exponencial. PROCEDIMIENTO:

1. Armar el circuito de la figura.

20 V

a

b

c

R2,7 MΩ

C10 uF

2. Con el conmutador en posición neutra (sin conexión) insertar el amperímetro

entre R y C, seleccionar el valor de la fuente a 20 V. Asegurarse de que el

capacitor esté descargado (Cortocircuitar los terminales).

3. A partir de un tiempo referencial (t = 0 s), conectar el capacitor en la posición

(a) y proceder a anotar los valores de corriente, los primeros 10 valores cada

10 segundos, los siguientes (a partir de n = 11) cada 20 segundos, hasta

completar un tiempo total de 3 minutos.

4. Terminado el proceso anterior, inmediatamente, cambiar el conmutador a la

posición (b), y proceder a tomar las medidas de corriente como en el numeral

anterior, desde un valor inicial instante referencial (t = 0 cambio del

conmutador) hasta completar 3 minutos.

5. Con el conmutador en la posición neutra, retirar el Amperímetro e insertar el

Voltímetro en los terminales del capacitor, asegurarse que el capacitor esté

completamente descargado.

6. A partir de un instante referencial (t = 0 conexión del conmutador primera

lectura), conectar el conmutador en la posición (a) y anotar las medidas de

voltaje, las primeras 10 medidas cada 10 segundos, las siguientes (a partir de n

= 11) cada 20 segundos, hasta completar un tiempo total de 3 minutos.

7. Terminado el proceso anterior, inmediatamente conectar el conmutador en la

posición (b). proceder a tomar las medidas de voltaje como en el numeral

anterior, nuevamente desde un instante referencial (t = 0 primera lectura

cambio del conmutador).

8. Anotar el diagrama circuital del banco de capacitares.

INFORME

1. Presentar las gráficas de Voltaje de Carga vs Tiempo y Corriente de Carga vs

Tiempo.



8

2. Presentar las gráficas de Voltaje de Descarga vs Tiempo y Corriente de

Descarga vs Tiempo.

3. Calcular el valor teórico de T (Tau). Comparar con el valor obtenido en las

gráficas de la práctica realizada, calcular el error.

4. Presentar en un cuadro todos los valores de capacitancias que pueden

obtenerse con el banco de capacitores, incluir el ejemplo de conexión de 3

valores distintos.

5. Conclusiones y Recomendaciones

6. Bibliografía



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HOJA DE DATOS TITULO: ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA

Tiempo [s] Carga V [V] Descarga V[V] Carga I [mA] Carga I [mA]

1 0

2 10

3 20

4 30

5 40

6 50

7 60

8 70

9 80

10 90

11 100

12 120

13 140

14 160

15 180




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PRACTICA Nº 4

TÍTULO: MEDICION DE RESISTENCIAS I EQUIPO:


1 Multímetro analógico

1 Voltímetro de C.C DE 1 -3 -10 -30 v, 100 Ω/V

1 Amperímetro de C.C de 0.3 -1 -3 -10 A, 50 mV

1 Reóstato de tres terminales 53Ω 3.2A

1 Reóstato de tres terminales 86Ω 2.7A

1 Resistencia decádica General Radio 1433-W

1KΩ 100Ω 10Ω 1Ω

23 Ma 80 Ma 250 mA 800 mA

3 Resistencias electrónicas de muestra

1 Interruptor bipolar con fusible de 0.5 A

1 Interruptor de una vía y 2 posiciones (conmutador) OBJETIVOS: Conocer diferentes formas para determinar el valor de una resistencia, con la finalidad de que el estudiante logre evaluar los diferentes métodos, determinando rangos para los cuales recomiende el más adecuado. INFORMACIÓN: 1. MÉTODO VOLTIMETRO – AMPERÍMETRO

Se trata de determinar el valor de una resistencia eléctrica a partir de las medidas de la corriente que circula por ella y la diferencia de potencial en sus bornes (Ley de Ohm). Al realizar las mediciones simultáneas de corriente y voltaje en una resistencia se cometen errores. 1.a.- Error de Corriente

A

V

Rx

Iv

Ix

Ia

2 1 0



18

En esta conexión la corriente que mide el amperímetro es errónea e igual a:

𝑰𝒂 = 𝑰𝒗 + 𝑰𝒙 1. b.- Error de Voltaje

Rx A

V

2 1 0

Va Vx

En esta conexión el voltaje que mide el voltímetro es erróneo e igual a:

𝑽𝒗 = 𝑽𝒂 + 𝑽𝒙 En la presente práctica se verificará el error crítico, según el rango de la resistencia a determinarse debido a la forma de conexión de los instrumentos de medida. 2. MÉTODO DE COMPARACIÓN UTILIZANDO UN AMPERÍMETRO

El principio fundamental que se emplea es hacer circular una corriente que permita comparar condiciones iguales de resistencia. Se trata de determinar el valor de una resistencia utilizando únicamente un amperímetro mediante la comparación con otra resistencia conocida, manteniendo el voltaje constante. Es recomendable que se tenga en cuenta que los valores de la corriente deben ser bajos, para proteger a la resistencia desconocida y que no se deteriore. PROCEDIMIENTO:

1. MÉTODO VOLTIMETRO – AMPERIMETRO PARA RESISTENCIAS DE ALTO Y BAJO

VALOR

1.1 PARA RESISTENCIAS DE BAJO VALOR

1.1. a. Arme el circuito de la Figura Nº 1a



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1.1. b. Con la resistencia de 86 ohmios inicialmente en su máximo valor y el voltímetro en la posición 1, energice el circuito y regule hasta que la corriente sea la indicada en la hoja de datos, cuadro 1, anote los valores; inmediatamente cambie a la posición 2 el voltímetro, anote los valores del voltaje y la corriente. Repita el procedimiento para cada caso de corriente indicada.

SUGERENCIA: Anote las escalas de los instrumentos de medida según los haya utilizado.

10VCC

53Ω

a

b

c

A

V

V

86Ω R12Ω

S

Figura Nº 1a

1.2 PARA RESISTENCIAS DE ALTO VALOR.

1.2.a. Realice los cambios necesarios en el circuito de la Figura Nº 1ª para obtener el de la Figura Nº 1b.

10VCC

53Ω

a

b

c

mA

V

V

R110KΩ

Figura Nº 1b

1.2.b. Con el divisor de voltaje en su mínimo valor y el voltímetro en la posición 1, alimente el circuito y regule dicho divisor hasta que el voltaje sea el indicado (hoja de datos, cuadro1), anote el valor que marca el amperímetro, inmediatamente



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cambie a la posición 2 el voltímetro, anote los valores del voltaje y de la corriente. Repita el procedimiento para cada caso indicado.

2. MÉTODO DE COMPARACIÓN

2.1.- MÉTODO DE COMPARACIÓN CON UN AMPERÍMETRO 2.1.a.- Arme el circuito de la Figura Nº 2

10VCC

53Ω

a

b

c

mA

V

S

Rx

Figura Nº 2 2.1b.- Con el divisor de tensión en su mínimo valor, el interruptor de una vía dos

posiciones en 1, conecte el circuito y regule el voltaje hasta que la corriente no sea mayor de 10 mA, anote el valor de la corriente en su hoja de datos, cuadro 2. Cambie el interruptor a la posición 2 y variando R desde un valor alto consiga que por el amperímetro pase la misma corriente que paso en la posición anterior, anote dicho valor en el cuadro 2 de su hoja de datos. Repita el proceso para cada resistencia electrónica.

2.1.c.- Aislando las resistencias electrónicas del circuito y con la ayuda del multímetro

analógico determine su valor y anótelos en el cuadro 2. INFORME PARTE I

a. Con los resultados obtenidos en el procedimiento 1.1b, determine el valor de R y el error cometido, comente los resultados.

b. Haga lo mismo con los resultados obtenidos en 1.2b

c. Haciendo un análisis de los ítems a y b, compruebe con un análisis matemático que forma de conexión de los instrumentos utilizará para medir resistencias: 1. Altas y porque?

2. Bajas y porque?

PARTE II



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a. Considerando que la lectura del óhmetro analógico es la medida patrón, determine el error

existente en la medida de cada una de las resistencias, analice los mismos y sugiera como

corregirlos.

PARTE III a. Conclusiones y recomendaciones

b. Bibliografía



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HOJA DE DATOS TITULO: MEDICIÓN DE RESISTENCIAS I 1. MÉTODO VOLTÍMETRO – AMPERÍMETRO

POSICIÓN 1 POSICIÓN 2

R(Ω) I (Amperios) V(Voltios) I(Amperios) V(Voltios)

2 0,2

2 0,2

10 K 2

10 K 4

2. MÉTODO DE COMPARACIÓN CON UN AMPERIMETRO

MUESTRA POSICIÓN 1

I (Amperios)

POSICIÓN 2

R(Ω)

R(Ω)

MED.OHM

1

2




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PRACTICA NO 5 TITULO: MEDICIÓN DE RESISTENCIAS II. Puente de Wheatstone EQUIPO:

OBJETIVO: Conocer el manejo del puente de Wheatstone, que es utilizado para medir resistencias de distinto valor según sea el caso y con gran ahorro de tiempo en su empleo, así como armar e identificar el puente de Wheatstone. INFORMACIÓN: En la práctica y en el laboratorio se presenta varios casos de medición de resistencia tales como: bobinados de máquinas, elementos de calefacción dispositivos electrónicos, semiconductores conductores, etc. Resumiendo, en el siguiente cuadro los diferentes métodos de medición y según el rango de la resistencia tenemos:

MÉTODO RESISTENCIAS

BAJAS FRACCION DE OHMIO

INTERMEDIAS 1-10.000 MΩ

ALTAS 1-10.000MΩ

PUENTE DE KELVIN X

PUENTE DE WHEATSTONE X X

VOLTIMETRO-AMPERIMETRO X X X

VOLTIMETRO X X

AMPERIMETRO X X

OHMETRO X X

MEGGER X


1 Reóstato de 2870 - 0,38 Amp,

1 Puente portátil de Wheatstone tipo L - 3c YEW

3 Cajas de resistencia a decádica

1 Multímetro analógico varias escalas

1 Galvanómetro 30 uA máximo

2 Resistencias desconocidas (electrónicas)

1 Resistencia Shunt para protección del galvanómetro

1 Interruptores monopolares de cuchilla

1 Interruptor bipolar con fusible de cápsula para protección, 250 mA



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Manejo del puente técnico de Wheatstone El puente técnico de Wheatstone está diseñado para medir resistencias de bajo y/o alto valor, nos permitirá ahorrar tiempo en tomar lecturas en la experimentación, ya que todo se encuentra armado en un solo bloque. El equipo que se requiere incorporar será: un galvanómetro conectado a una resistencia Shunt para protección, y la muestra a determinarse. Los pulsantes 1 y 2 permitirán hacer circular corriente por el galvanómetro, dándonos cierta sensibilidad al mismo. Debe enclavarse el pulsante 1 para que con el 2 se busque el equilibrio (G = 0) en cada caso. La perilla MULTIPLY es la relación A/B, factor que multiplicado por el valor que indica el resto de perillas, nos determina la resistencia desconocida expresada en ohmios.

FIGURA N 01 Esquema del puente técnico Wheatstone

𝑋 =𝐴

𝐵∗ 𝑅 DONDE

𝐴

𝐵 = Multiply

R = Valor de la resistencia variable, cuando el puente en equilibrio. X = Valor de la resistencia desconocida. La resistencia AYRTON SHUNT es utilizada para proteger el galvanómetro, permitido el paso de corriente por el puente. La sensibilidad de esta resistencia Shunt, hace que por el galvanómetro pase un determinado valor de corriente, logrando así que se observe deflejar la aguja en “G” un valor que no exceda al fondo de escala, protegiendo así mA y de esta manera su vida útil. Su conexión se muestra en la Figura N 01a



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Figura N0 1 a Al mover la perilla central respecto a la referencia (punto blanco), hacemos que por el galvanómetro “G” pase una muestra de corriente indicada por su reflexión, al no ser perceptible, debe bajarse la sensibilidad paso a paso, hasta 1, comienza su prueba desde (INF) para protección del galvanómetro. PROCEDIMIENTO:

1. PUENTE TECNICO DE WHEASTSTONE

1.1. Anote el valor de la resistencia y su tolerancia de acuerdo al código de colores, anote en la hoja de datos, cuadro 1.0 (resistencia muestra).

1.2. Incorpore en el puente técnico el galvanómetro a través de la resistencia SHUNT en

GA, la muestra en X1-X2 Y UBIQUE LA PERRILA multiply (ext) en 1. En caso necesario, utilice otra relación de A/B como factor de multiplicación. La resistencia variable, conviene iniciar con valores altos, como por ejemplo con 1.000Ω (perillas grandes).

1.3. Valiéndose del resto de perillas de la resistencia variable y aumentando cada vez la

sensibilidad mediante la shunt equilibre el puente según indicaciones relacionadas al manejo del “Puente de Wheatstone”. Anote dicho valor en la hoja de datos cuadro 1.0.

1.4. Repita el procedimiento con la otra resistencia electrónica.

2. PUENTE DE WHEATSTONE

2.1. Arme el circuito de la figura N 02 tomando las cajas de resistencias a décadas para A, B Y R, las resistencias electrónicas desconocidas, utilice en los brazos A Y B valores altos por ejemplo 1.000Ω.



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DC

G1,5VDC

53Ω

a

b

c

A B

RX

Figura No 2 2.2. Anote el valor de la resistencia y su tolerancia de acuerdo al código de colores anote

en la hoja de datos, cuadro 2.0 (resistencia muestra). OBSERVACION: Por facilidad en los cálculos utilice como relación de brazos para A Y B múltiplos y submúltiplos de 10. Con los valores de A, B Y X (dado por el código), calcule R de la relación.

𝑋 =𝐴

𝐵∗ 𝑅

2.3. Utilizando la primera relación A/B (hoja de datos, cuadro 2.0) coloque en su circuito un

valor aproximado de la resistencia R previamente calculando (para evitar el deterioro del galvanómetro), y variando R hasta que el puente se equilibre (ig =0) anote dichos valores. Cambie la relación (A/B) y repita el procedimiento. Anote el valor de R en las hojas de datos 2.0.

2.4. Repita el procedimiento del numeral 2.3 con las otras resistencias. INFORME: PARTE I Haga una investigación sobre el procedimiento para medir resistencias utilizando el puente de Kelvin PARTE II

a. Compare el valor de R(X) medido en el puente técnico de Wheatstone y el valor correspondiente al código de colores, establezca el error y comente las posibles causas (para cada una de las muestras).

NOTA: El cálculo de los errores siempre se los expresa como error relativo.



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b. Haga un análisis resumido de la tolerancia resultante para cuando se tienen resistencias

en serie y paralelo. De un ejemplo para 2 resistencias con diferente tolerancia en cada caso.

PARTE III

a. Compare el valor de R(X) medido en el puente técnico de Wheatstone y el valor correspondiente al código de colores, establezca el error y comente las posibles causas (para cada una de las muestras).

b. De las 2 medidas que tiene de cada resistencia R(W) y el valor del código de colores correspondiente. Analice cuál de estas medidas es la verdadera a su criterio y Justifíquela.

PARTE IV

a. Conclusiones y recomendaciones. b. Bibliografía



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HOJA DE DATOS TITULO: MEDICIÓN DE RESISTENCIAS II. Puente de Wheatstone 1.- PUENTE TECNICO DE WHEATSTONE

MUESTRA R ()

MEDIDO

R ()

COD. COLORES

TOLERACIA

%

11 1

2

2.- PUENTE TECNICO DE WHEATSTONE

MUESTRA RELACION

A/B

A

( )

B

( ))

R

( )

R ()

COD. COLORES

TOLERACIA

%

11 1 1

2 10




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PRACTICA Nº 6

TÍTULO: LEY DE OHM-CIRCUÍTOS SERIE Y PARALELO

EQUIPO:

1 Portalámparas

2 Lámparas incandescentes de 25 W y 100 W, a 110V

1 Voltímetro de C.C (1-3-10-30V)

1 Amperímetro de C.C (0,3-1-3-10 A)

4 Interruptores monopolares

1 Interruptor bipolar con fusible de 0,5 A.

1 Reóstato de 53Ω.

1 Banco de 3 resistencias de 300-100 y 300 Ohmios.

OBJETIVOS:

Verificar la relación entre fuerza electromotriz (voltios), intensidad de corriente (Amperios) y resistencia (Ohms) en un circuito. Aplicación de la ley de Ohm. Permitir al estudiante el manejo adecuado de los instrumentos elementales de medidas eléctricas y la manipulación de circuitos básicos.

PROCEDIMIENTO:

1. CIRCUITO PRIMARIO

1.1.1 Arme el circuito de la Figura Nº 1 utilizando como cargas, lámparas de 25 y 100 W

respectivamente. En cada caso anote los valores de corriente y de voltajes en la hoja de

datos, cuadro 1, ajustando para cada caso el divisor de tensión, de tal manera que el

voltímetro indique 2-4-6 y 8V.

DC

10VCC

53Ω

a

b

c

A

V

V

25wO

100w

S

Figura Nº 1

Circuito Básico



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2. CIRCUITO SERIE

2.1 Arme el circuito de la Figura Nº 2, utilizando como cargas el banco de resistencias. Aplique

una tensión V=3 V de c.c con S cerrado, mida y anote corrientes y diferencias de potencial

en cada una de las resistencias. Anote en el cuadro 2 de su hoja de datos.

10VCC

53Ω

a

b

c

A V

V

S

V V

R150

R2100

R3100

Figura Nº 2

Circuito Serie

2.2 Repita el procedimiento para V = 6 y 9 voltios.

3. CIRCUITO PARALELO.

10VCC

53Ω

a

b

c V

S

R150

R2100

R3100

A A A

Figura Nº 3

Circuito Paralelo

3.1 Arme el circuito de la Figura Nº 3, utilizando como cargas el banco de resistencias.

Aplicando una tensión V=2V de c.c mida y anote los valores de la tensión de entrada,

corrientes totales y parciales en cada una de las ramas del circuito paralelo. Anote en su

hoja de datos, cuadro3.

3.2 Repita el procedimiento para V= 4 y 6 voltios.



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INFORME

PARTE I

a. Grafique la variación de las resistencias para los focos 1 y 2 en un eje de coordenadas V= f (i).

b. Indique porqué las lámparas de 100 W, toman una corriente cuatro veces de lo que requiere la

lámpara de 25 W. Explique usando la ley de Ohm para aclarar la respuesta. Comente los

resultados.

PARTE II

a. Para la Figura Nº 2, deduzca la fórmula de cálculo de la resistencia equivalente. Calcule dicho

valor y el de las resistencias empleadas. Con las lecturas realizadas por usted, compare el

valor de 𝑅𝑒𝑞 = 𝑉𝑡/𝐼𝑡, comente los errores y resultados.

b. Indique cuál es la relación (teórica práctica) entre la corriente de línea y corriente que pasa por

cada resistencia. Cuál es la relación (teórica práctica) entre el voltaje total y el voltaje en las

resistencias individuales. Presente los resultados en el cuadro explicativo.

c. En una misma hoja de papel milimetrado, construya los diagramas V= f (I) para cada una de

las resistencias (𝑅1, 𝑅2, 𝑅3). Así para 𝑅1 usted obtiene un punto 𝑃1 de coordenadas (𝐼1, 𝑉1),

medidos según el numeral 2.2 del mismo procedimiento. Entonces trace una recta que pase

por estos puntos (éstas rectas se denominan características). En el mismo sistema de ejes,

haga lo mismo para las demás resistencias como también para la resistencia equivalente.

PARTE III

a. Para la Figura Nº 3, deduzca la fórmula de cálculo de la resistencia equivalente. Calcule dicho

valor y el de cada una de las resistencias del circuito. Compare entre los valores dados y

medidos. Calcule los errores y coméntelos.

b. Cuál es la relación (práctica teórica) entre la corriente de línea y la corriente en cada

resistencia. Cuál es la relación (teórica practica) entre el voltaje de línea y el voltaje en cada

rama.

PARTE IV

a. Conclusiones y recomendaciones

b. Bibliografía



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HOJA DE DATOS TITULO: LEY DE OHM – CIRCUITOS SERIE Y PARALELO EN C.C.

1. CIRCUITO PRIMARIO

FOCOS 2V 4V 6V

I R I R I R

25 W

100 W

2. CIRCUITO SERIE

R 3V 6V 9V

V I V I V I

50

100

300

3. CIRCUITO SERIE

R 2V 4V 6V

I IT I IT I IT

50

100

100




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PRACTICA N° 7

TITULO: TRANSFORMACION DE REDES- TEOREMA DE KENELLY

EQUIPO:

Fuente de tensión continúa

Voltímetro de c.c (1/3/10/30 v)

Amperímetro Analógico de 0,3-1-3-10 A

Cajas de resistencias decadita General Radio 1433-W

Reóstato de 3 terminales de 53 ohmios

Interruptor bipolar con fusible de capsula de 0.5 A

Resistencia decadita 10W modelo RDA

OBJETIVO:

Verificar que un sistema formado por elementos pasivos dispuestos en triangulo, se puede

reemplazar por una malla equivalente en estrella de 3 terminales y viceversa.

INFORMACION:

Cuando existe un número considerable de elementos o ramales, el estudio de una red eléctrica

por medio de las leyes de Kirchhoff, ecuaciones de Malla o ecuaciones de Nodos, puede resultar

complicado debido al gran número de ecuaciones simultáneas que deben resolverse.

En muchos casos, estas redes se reducen a circuitos muy sencillos, reemplazando las mallas en

triangulo por mallas en estrella.

a

b c

a

b c

0

Ra

Rb Rc

RacRab

Figura 1

𝑅𝑎 =𝑅𝑎𝑏∗𝑅𝑎𝑐

𝑅𝑎𝑏+𝑅𝑏𝑐+𝑅𝑎𝑐 𝑅𝑎𝑏 =

𝑅𝑎𝑅𝑏+𝑅𝑎𝑅𝑐+𝑅𝑏𝑅𝑐

𝑅𝐶



34

Casos Particulares

Si Ra = Rb=Rc entonces R∆ =3RY

Si Rab=Rac=Rbc entonces RY= R∆

3

TRABAJO PREPARATORIO

El estudiante debe presentar a su instructor lo siguiente:

a.- Una hoja de datos según las necesidades que tenga la práctica.

b.- Los diagramas para los circuitos en Y como, en triangulo para los siguientes casos:

b.1.- Circuito con tres resistencias distintas

b.2.- Circuito con tres resistencias iguales

Los valores de las resistencias deberán ser los valores que tienen en sus hojas guías.

Presente los cálculos de corriente y voltaje que debe medir, de acuerdo al procedimiento.

PROCEDIMIENTO

1. Arme el circuito de la figura N. 2, usando las cajas de resistencias a décadas con los

valores que se indican en la figura N. 2.

A2

A1

53Ω

a

b

c

20Ω

50Ω 30Ω

33Ω

ba

Figura 2

Selecciónese mediante el divisor de voltaje una tensión tal que las lecturas en los amperímetros

no excedan de 200 ma.

2. Anote los valores de I1 e I3 y la tensión de alimentación del circuito.

3. Mida y anote los valores de las diferencias de potencial entre los bornes: a-b, a-c y b-c.



35

4. Abra el circuito con el interruptor K y conservando el mismo montaje cambie el valor de las resistencias Rab, Rbc y Rac a un valor de 60 ohm, sin variar la resistencia exterior de 33 ohmios.

5. Cierre el circuito y haga las mismas mediciones que en los numerales 2 y 3.

6. Transforme el circuito original de la figura N°2 en su equivalente en Y con estos valores arme el circuito de la figura n°3.

7. Cierre el circuito y asegúrese que el voltaje de alimentación al mismo, sea igual que en el numeral 2. Con la resistencia Rc de la figura N°3, proceda a recuperar si es necesario el valor de la corriente I2 que tenía el numeral 2. Anote el valor de Rc para esta condición. Mida y anote las lecturas de Vab, Vbc, Vca, I1, I2, Vao, Vbo, Vco.

8. Con los datos del numeral 4 calcule los valores de la resistencia Ra Rb Rc que se debe introducir en el circuito equivalente en Y y proceda como en el numeral anterior. Anote dichos valores.

9. Pida autorización a su instructor para verificar el trabajo preparatorio. Verifique y anote los resultados en la hoja de datos.

A2

A1

53Ω b

c

33Ω 10VCC

ba

Ra

c

Rb

Rc

Figura 3

INFORME

1. Resuma en el siguiente cuadro, los resultados obtenidos durante la experimentación.

CIRCUITO I1 I2 Vab Vbc Vca Voa Vob Voc

2. Indique la razón de la diferencia entre Rc calculada y Rc equilibrada obtenida, en los

numerales 7 y 8 del procedimiento en caso de existir.

3. Indique las ventajas de cada uno de los circuitos triangulo o estrella, respecto del otro en

función de los parámetros del circuito. Haga comentarios.

4. Calcule en base del voltaje aplicad, el valor de la corriente que circula por cada una de las

resistencias, así como el voltaje de nodos de la Figura N°2, con sus valores originales.

Establezca los errores con las correspondientes medidas y coméntelos.



36

5. Haga lo mismo par a la resistencia de la figura3, con los datos obtenidos en el

procedimiento del numeral 7.

6. Indique las posibles aplicaciones de estas redes en los sistemas eléctricos en general y

comente su utilidad.

7. Haga un comentario sobre los resultados teóricos de los cálculos del trabajo preparatorio y

de los resultados prácticos obtenidos en el procedimiento del numeral 9.

8. Conclusiones y recomendaciones.

9. Bibliografía consultada



37

PRACTICA N° 8

TITULO: TEOREMAS DE SUPERPOSICION Y RECIPROCIDAD

EQUIPO:

- Amperímetro de 0,3-1-3-10 A (YEW)

- Voltímetro (1/3/10/30 v) (YEW)

- Fuente regulable de C.C CON 3 salidas.

- Cajas de resistencias decadita General Radio 1433-W

- Interruptor mono polar

- interruptores bipolares con fusible de 250mA

OBJETIVO:

Superposición

Verificar experimentalmente que una red LINEAL Y BILATERAL, la corriente (I) en cualquier rama,

o diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera, debido a la acción simultanea de las

distintas fem distribuidas por la red, es la suma de las intensidades componentes o de las

tensiones componentes que participan en la red.

Reciprocidad

Es el demostrar la reciprocidad entre la fuerza electromotriz y la corriente que circula por un

determinado circuito (cuadripolar).

INFORMACION:

Superposición

Si se considera como salidas a cualquier variable (corriente o voltaje en cualquier elemento

pasivo) y entradas a todos los elementos activos que intervienen en un circuito. La salida de un

circuito lineal puede ser expresada como una combinación lineal de sus entradas. Es decir, se

puede obtener la salida del circuito, si se toma en cuenta a cada fuente por separado, suprimiendo

las otras fuentes. Y cada resultado parcial se suma para obtener la salida deseada.

Cabe recalcar que las resistencias internas de las fuentes toman efecto en los resultados finales,

por esto es necesario calcular dichos valores de resistencias para colocarlos en lugar de las

fuentes que se suprimen, para obtener resultados más exactos.

Reciprocidad

Este teorema dice: “En un circuito pasivo (lineal bilateral), si se introduce una fuerza electromotriz

a dos terminales A-B, genera en otra rama cualquiera C-D, la circulación de la corriente Icd, la

introducción de la misma fuerza electromotriz en la rama C-D originará la circulación de una



38

corriente Iab, en la rama A-B, igual a la que circula en la rama C-D”. Este teorema puede

resumirse gráficamente como se indica en la figura N°1

E A

A

B

C

D

IcdA E

A

B

C

D

Iab

Figura 1


El estudiante debe presentar a su instructor lo siguiente:

Superposición

a. Una hoja de datos que contenga un cuadro para cada uno de los teoremas, similar al

cuadro 1

b. Calculadas las 3 corrientes y los 3 voltajes, en las resistencias R1, R2, R3, cuyos valores

son 50, 10 y 20 ohm respectivamente en las figuras N°2. N3a, N3b.

Considere E1= 6v, E2=3v; y las resistencias internas de las fuentes igual a cero, Ri=0

c. Llene con sus cálculos y datos un cuadro similar al que se indica a continuación

VALORES I1 I2 I3 V1 V2 V3

Calculados

Medidos

Error (%)

Cuadro 1

Reciprocidad

a. Para este caso trabajamos con el circuito de la figura N°3ª, cuyas corrientes ya están

calculadas. Adicionalmente calcule las corrientes de R1 cuando la fuente pasa a ocupar

las posiciones de S2 y luego la de S3 respectivamente.

b. Anote los valores calculados en su hoja de datos.



39

PROCEDIMIENTO

1. Arme el circuito de la figura No 2, y tome los datos correspondientes según el

procedimiento seguido en el trabajo preparatorio. Instale el amperímetro en S3

Debido a que las resistencias internas de las fuentes son muy cercanas a cero, se toma en cuenta

un valor de cero. Sin embargo, la forma de calcular dichas resistencias se presenta a

continuación:

𝑟𝑖 =𝐸 − 𝑉

𝐼

E = Diferencia de potencial a los bornes de la Fuente en vacío (interruptores abiertos).

V = Diferencia de potencial a los bornes de la fuente con carga.

I = Intensidad cuando se cierra S1 (S2 abierto).

Para alimentar las fuentes se debe utilizar los interruptores bipolares

E1E2

R1 R2

R3

S3

S1 S2

++

rE1 rE2

I1I2

I3

Fig

ura

2

Figura 3a Figura 3b

E1

R1 R2

R3

S3

S1 S2

+

rE1 rE2

I1 I2I3

E2

R1 R2

R3

S3

S1 S2

+

rE1 rE2

I1 I2

I3



40

3.- En el circuito de la figura 2 conecte las dos fuentes E1 E2; luego mida y anote los valores de

las corrientes usadas para esto los interruptores y también mida y anote los valores de voltaje en

cada una de las resistencias

4.- En la FIGURA N3a, suprimir la fuente E2, cortocircuitar los terminales de dicha fuente, luego

mida y anote las 3 corrientes y 3 voltajes correspondientes.

5.- En la FIGURA N3b, suprimir la fuente E2, cortocircuitar los terminales de dicha fuente, luego

haga lo mismo que en el numeral anterior.

Reciprocidad

1. Arme el circuito de figura 3a, mida las corrientes I2 e I3 usando los interruptores.

2. Mida y anote la corriente I1 cuando la fuente sustituya a los interruptores S2 y S3

INFORME

1. En base a su experimentación, comente los conceptos de una red lineal y bilateral.

2. Llene la casilla correspondiente a los errores y de un ejemplo de cálculo, luego haga

análisis de causas y efectos de los errores calculados.

3. Explique el efecto en la carga del amperímetro en los circuitos de las Figuras N2 y N3a.

4. Señale las aplicaciones de estos teoremas

5. Conclusiones y recomendaciones.

6. Bibliografía consultada



41

PRÁCTICA Nº 9

TÍTULO: DISEÑO BÁSICO DE UN VOLTÍMETRO Y AMPLIACIÓN DE ESCALAS

EQUIPO:

- 1 Galvanómetro

- 1 Multímetro Analógico

- 1 Caja de resistencias decádica General Radio 1433-W

- 1 Caja de resistencias decádica 10 kΩ - 100 kΩ

- 1 Fuente regulable de C.C

- 1 Divisor de voltaje de precisión (Reóstato de 710 ohmios – 0,77 A)

- 1 Interruptor mono polar

- 1 Interruptor bipolar con fusible de 250mA

OBJETIVO:

Utilizar el galvanómetro en el diseño de un voltímetro con varias escalas.

INFORMACIÓN

Para medir voltajes que sobrepasen los límites que indican las escalas de un Voltímetro, se colocan resistencias en serie con el voltímetro con el objeto de aumentar el alcance o rango de su medición.

Diseño de un Voltímetro

uA

Vg

+V-

I

Rs

Vs

Rg

Figura 1

Siendo “n” el factor de ampliación de la escala, la relación entre la tensión total V que se desea medir y la tensión parcial Vg señalada por el galvanómetro.



42

𝑛 = 𝑉

𝑉𝑔 (1) También 𝑉 = 𝑉𝑠 + 𝑉𝑔 (2)

Combinando las ecuaciones (1) y (2) se obtiene:

𝑛 = 𝑉𝑠 + 𝑉𝑔

𝑉𝑔

Además, se observa que la corriente I es común al galvanómetro y a la resistencia adicional en serie, de manera que:

𝑉 = 𝐼 ∗ (𝑅𝑠 + 𝑅𝑔) (3) 𝑉𝑠 = 𝐼 ∗ 𝑅𝑠 (4)

Combinando las ecuaciones (3) y (4) se obtiene:

𝑅𝑠 =𝑉 − 𝑉𝑔

𝑉𝑔∗ 𝑅𝑔


El estudiante debe presentar una hoja de datos preparada según las necesidades de la práctica.

PROCEDIMIENTO

Determinación de la resistencia interna del galvanómetro Rg

1,5V

a

b

c

mA

Rv

S1

G

R

Figura 2

1. Arme el circuito de la Figura N. 2 y asegúrese que el voltaje de alimentación se 0V. (b en c)

2. Ponga Rv en 5 kΩ. Con S1 abierto incremente lentamente el voltaje hasta que el galvanómetro marque fondo de escala (si es necesario afine con Rv).



43

3. Cierre el interruptor S1 y variando simultáneamente Rv para conseguir que I se mantenga constante y R hasta que por el galvanómetro circule una corriente a media escala; en estas condiciones R = Rg. Anote este valor.

Uso del galvanómetro como voltímetro

1. Calcule el valor de resistencia que debe acoplarse en serie al galvanómetro para dice;ar un voltímetro con 2 V de fondo de escala.

2. Determine el factor de ampliación “n”.

3. Arme el circuito de la Figura N. 3 con Rs igual al calculado en el numeral 1.

3V

a

b

c

Rs

uA

V

Rg

Figura 3

4. Revise el divisor de tensión de modo que el punto V coincida con el punto C (voltaje cero)

5. Si es necesario, incremente el voltaje lentamente hasta que el galvanómetro marque fondo de escala (el voltímetro deberá marcar 2 V).

6. Variando simultáneamente Rs y el divisor de tensión haga que se cumpla la condición de que el galvanómetro marque fondo de escala y el voltímetro 2 V exactamente. Anote este nuevo valor de Rs.

7. Variando el divisor de voltaje para 5 posiciones incluyendo los valores mínimo y máximo Vs = 2 V, tome nota de los valores que marca el voltímetro y el galvanómetro.

INFORME

Uso de galvanómetro como voltímetro

1. Calcule el factor de multiplicación y con éste los valores de voltaje (voltímetro patrón) que correspondería a cada paso del galvanómetro.

2. Calcule el porcentaje de error, tomando como base las lecturas del voltímetro patrón.



44

3. Tabule las lecturas, datos y errores en un solo cuadro.

4. Dibuje las curvas del porcentaje de error y Vs divisiones del galvanómetro. Comente las curvas obtenidas.

5. Indique las posibles aplicaciones prácticas de este sistema de medición.

6. Conclusiones y Recomendaciones.

7. Bibliografía consultada.



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PRÁCTICA N º 10

TÍTULO: ACOPLAMIENTO MAGNÉTICO

EQUIPO:

1 Autotransformador 1 Generador de Funciones 2 Inductores con Núcleo de Aire 1 Osciloscopio 1 Multímetro Digital 1 Interruptor bipolar

OBJETIVO:

Interpretar con la ayuda del Osciloscopio el acoplamiento magnético (la geometría en dos Inductancias con núcleo de aire.

TRABAJO PREPARATORIO:

2.1. Traer preparada la hoja de datos (individual) con los cuadros de las medidas a tomar de

acuerdo al procedimiento y con los diagramas circuitales, incluidos los elementos de

protección y maniobra necesarios.

Nota: Traer 2 puntas de prueba por persona (una de las mismas debe poseer terminales banana - banana)

PROCEDIMIENTO:

1. Observar en el Osciloscopio los oscilogramas cuando se varía la geometría del fenómeno de inducción entre dos inductores de diferentes características acoplados magnéticamente.

2. Comprobar la proporcionalidad del voltaje inducido con el número de espiras. (verificar que la corriente en un conductor enrollado sobre la bobina de 0,16 H varía con el número de espiras).



46

INFORME:

1. Presentar en forma ordenada todos los valores obtenidos en la práctica y al menos tres oscilogramas explicativos.

2. ¿En qué condiciones se produce la máxima inducción?

3. ¿Cuándo el voltaje inducido aparece invertido en el Osciloscopio?

4. Describir aplicaciones prácticas del acoplamiento magnético

5. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.

6. Bibliografía.

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