Instituto Universitario de Tecnologia Antonio Jose de Sucre

Patrones de medicion

Integrantes:Yilbert Rodriguez C.I 21.299.298

Patrón de medición de la Longitud.

La longitud es una de las magnitudes físicas fundamentales, en tanto que no puede ser definida en términos de otras magnitudes que se pueden medir. En muchos sistemas de medida, la longitud es una

unidad fundamental, de la cual derivan otras.La longitud es una medida de una dimensión lineal por ejemplo m,

mientras que el área es una medida de dos dimensiones al cuadrado por ejemplo m2, y el volumen es una medida de tres dimensiones

cúbica por ejemplo m3.Sin embargo, según la teoría especial de la relatividad Albert Einstein,

1905, la longitud no es una propiedad intrínseca de ningún objeto dado que dos observadores podrían medir el mismo objeto y obtener

resultados diferentes.

Unidades de longitud

Existen diferentes unidades de medida que son utilizadas para medir la longitud, y otras que lo fueron en el pasado. Las unidades de medida se

pueden basar en la longitud de diferentes partes del cuerpo humano, en la distancia recorrida en número de pasos, en la distancia entre

puntos de referencia o puntos conocidos de la Tierra, o arbitrariamente en la longitud de un determinado objeto.

En el Sistema Internacional (SI), la unidad básica de longitud es el metro, y hoy en día se significa en términos de la velocidad de la luz. El centímetro y el kilómetro derivan del metro, y son unidades utilizadas

habitualmente.Las unidades que se utilizan para expresar distancias en la inmensidad

del espacio, astronomía, son mucho más grandes que las que se utilizan habitualmente en la Tierra, y son entre otras la unidad

astronómica, el año luz y el pársec.Por otra parte, las unidades que se utilizan para medir distancias muy

pequeñas, como en el campo de la química o el átomo, incluyen el micrómetro, el ångström, el radio de Bohr y la longitud de Planck.Sin embargo, recientes debates entre expertos de diversos países

defienden la utilidad del soto para trabajar con longitudes del orden de los radios atómicos. Un soto se define como la mitad de la distancia

entre dos núcleos de carbono diamante a 25 °C y 1 atm, el equivalente a 1,54 pm (1,54x10−12 m). La utilidad del soto radica en que al igual que la unidad de masa atómica (uma) toma como modelo el átomo de

carbono, buscando la unificación de criterios y ofreciendo a los químicos la posibilidad de hacerse una idea de las longitudes de radios

y enlaces al poder compararlas con las del diamante.

Patrón de medición de Masa.

La masa, en física, es la cantidad de materia de un cuerpo. Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la

masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una

cantidad vectorial que representa una fuerza.

La masa es la magnitud física que permite expresar la cantidad de materia que contiene un cuerpo. El concepto, que deriva del término

latino massa, también permite referirse a la mezcla que proviene de la incorporación de un líquido a una materia pulverizada, de la cual

resulta un todo espeso, blando y consistente.

Patrón de medición de Tiempo.

El tiempo es la magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas

sujetos a observación esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema cuando éste aparentaba un estado X y el instante en el que

X registra una variación perceptible para un observador o aparato de medida. El tiempo ha sido frecuentemente concebido como un flujo sucesivo de microsucesos. El tiempo permite ordenar los sucesos en

secuencias, estableciendo un pasado, un futuro y un tercer conjunto de eventos ni pasados ni futuros respecto a otro. En mecánica clásica esta

tercera clase se llama "presente" y está formada por eventos simultáneos a uno dado.

En mecánica relativista el concepto de tiempo es más complejo los hechos simultáneos "presente " son relativos. No existe una noción de simultaneidad independiente del observador. Su unidad básica en el

Sistema Internacional es el segundo, cuyo símbolo es s debido a que es un símbolo y no una abreviatura, no se debe escribir con mayúscula, ni

como "seg", ni agregando un punto posterior.

Patrón de medición de Volumen.

Es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo.El volumen es una magnitud física derivada. La unidad para medir volúmenes en el Sistema Internacional es el metro cúbico (m3) que corresponde al espacio que hay en el interior de un cubo de 1 m de lado. Sin embargo, se utilizan más sus submúltiplos, el decímetro

cúbico (dm3) y el centímetro cúbico (cm3). Sus equivalencias con el metro cúbico son:1 m3 = 1 000 dm3

1 m3 = 1 000 000 cm3Para medir el volumen de los líquidos y los gases también podemos

fijarnos en la capacidad del recipiente que los contiene, utilizando las unidades de capacidad, especialmente el litro (l) y el mililitro (ml). Existe una equivalencias entre las unidades de volumen y las de

capacidad:1 l = 1 dm3 1 ml= 1 cm3

En química general el dispositivo de uso más frecuente para medir volúmenes es la probeta. Cuando se necesita más exactitud se usan

pipetas o buretas.Las probetas son recipientes de vidrio graduados que sirven para medir

el volumen de líquidos (leyendo la división correspondiente al nivel alcanzado por el líquido) y sólidos (midiendo el volumen del líquido

desplazado por el sólido, es decir la diferencia entre el nivel alcanzado por el líquido solo y con el sólido sumergido).

Volumen se mide con:Probeta graduada

Vaso de precipitadoVolumenómetro

Patrón de medición de la Temperatura.

La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el

nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir la temperatura con el calor. Cuando dos cuerpos, que se encuentran a

distinta temperatura, se ponen en contacto, se produce una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al

frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección

que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.La medida

El instrumento utilizado habitualmente para medir la temperatura es el termómetro. Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son los más populares y se basan en la propiedad que tiene el mercurio, y

otras sustancias alcohol coloreado, etc, de dilatarse cuando aumenta la temperatura. El líquido se aloja en una burbuja -bulbo- conectada a un capilar tubo muy fino. Cuando la temperatura aumenta, el líquido se

expande por el capilar, así, pequeñas variaciones de su volumen resultan claramente visibles.

Escalas Actualmente se utilizan tres escalas para medir al temperatura, la escala Celsius C° es la que todos estamos acostumbrados a usar, la

Fahrenheit F° se usa en los países anglosajones y la escala Kelvin K de uso científico.

Temperatura se puede medir con y mas común:

Termómetro

Patrón de medición de la Electricidad.

La unidad de corriente eléctrica, el ampere (A), es una de las 7 unidades de base del Sistema Internacional (SI) Su definición es la

siguiente: El ampere es la corriente constante que, si es mantenida en dos

conductores rectos paralelos de longitud infinita, de sección circular despreciable y separados 1 m en el vacío, produciría entre estos dos conductores una fuerza de 2 x 10 -7 newton por metro de longitudLa definición del ampere no permite una realización práctica de la

magnitud. Por ejemplo, no es posible tener conductores de longitud infinita. Esta expresión es puramente teórica y determina la constante fundamental μ0, llamada constante de permeabilidad del vacío. Pero otras unidades correspondientes a las magnitudes eléctricas pueden

reproducirse en los laboratorios con muy bajas incertidumbres a través de las constantes fundamentales y las leyes de la naturaleza.

En particular

El volt (V), unidad de tensión eléctrica, puede ser reproducido mediante el llamado efecto Josephson.

El ohm (Ω), unidad de resistencia eléctrica, puede ser reproducido mediante el llamado efecto Hall cuántico.

Dado que estas unidades pueden realizarse experimentalmente, el ampere se deduce de la Ley de Ohm:

I=U/Rdonde I es la corriente eléctrica que circula por un conductor de

resistencia R, cuando se aplica diferencia de potencial U entre sus extremos.

El volt

Desde el año 1992 la representación del volt se realiza en el INTI a partir del efecto Josephson. Este efecto se basa en una referencia en

tensión muy estable que se obtiene con un arreglo de junturas Josephson, en las que la tensión obtenida está cuantificada y es de la

forma:

donde la constante de Plank h, y es la carga del electrón, e, son constantes universales, ƒ es la frecuencia aplicada al sistema y n es un

número entero. La tensión de referencia Vn se realiza actualmente en los laboratorios

de INTI con una incertidumbre total expandida menor a 10 nV. El arreglo de junturas Josephson que posee el laboratorio consiste en una serie de 2000 junturas superconductor-aislante-superconductor. Este

arreglo se sumerge en un baño de helio líquido a 4,2 K y se irradia con señales de microondas de 70 GHz, que llegan al arreglo a través de una guía de ondas. El sistema permite obtener una tensión continua de 1,2 V como máximo. La frecuencia de microondas es medida y controlada

por un contador que a su vez está referido a la señal de un reloj atómico que posee el INTI. Este reloj genera una frecuencia de 10 MHz

con muy alta estabilidad y exactitud.

El ohm

Desde septiembre de 2005 se realiza en el INTI la representación del ohm a través del efecto Hall cuántico (QHE). Para producir este efecto debe someterse a una temperatura muy baja y a un campo magnético muy intenso una muestra formada por materiales semiconductores, de esta forma se puede obtener un valor de resistencia transversal muy

estable.Esta resistencia transversal se llama resistencia Hall (RH) y tiene tener

valores que son independientes de otras magnitudes físicas y sus cambios, dependiendo sólo de las constantes universales h, la

constante de Planck y e, la carga del electrón.De esta manera

siendo  i un número entero positivo i = 1, 2, ….. Para i = 1, RH = RK =  25 812, 807 Ω, (RK es la llamada constante de von Klitzing) 

Aparato de medición de electricidad:

Multímetro