Experimento 1 sistemas electricos. “La Ley de Ohm”

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMÁ[pic 1][pic 2]

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

INGENIERÍA EN ALIMENTOS

Experimento de laboratorio #1

INFORME #1 SISTEMAS ELÉCTRICOS

TEMA: “La Ley de Ohm”

ESTUDIANTES:

Ana Almillategui CED: 8-926-1656

Erwin Strauss CED: 20-70-4522

Juan Pablo Watts CED: 8-939-1803

Karely Blandón CED: 8-897-1467

GRUPO: 1L1-121

SUB GRUPO: A

MATERIA: SISTEMAS ELÉCTRICOS

PROFESOR: JOSÉ ATENCIO

FECHA: 16/9/2019

SEGUNDO SEMESTRE

OBJETIVOS:

1. Aprender la ley de Ohm y sus diversas formas.
2. Familiarizarse con los voltímetros y los amperímetros de c-d.

INTRODUCCIÓN:

La resistencia eléctrica es la oposición que existe al flujo de la corriente en un circuito, y depende de muchos factores. El alambre de cobre, aunque se considera un buen conductor de corriente eléctrica, presenta cierta resistencia. Un físico alemán, George Simon Ohm (1787-1854), descubrió que para un conductor metálico dado, de una longitud y corte transversal específicos, la relación entre el voltaje y la corriente era una constante. Esta relación se conoce como resistencia y se expresa en la unidad ohm, denominada así en su honor.

La Ley de Ohm se considera a menudo como el fundamento del análisis de circuitos y se puede expresar mediante la siguiente fórmula:

    (1)[pic 3]

En donde,

• E= Es la diferencia de potencial entre los dos extremos de un elemento de resistencia (que se mide en volts).
• I= La corriente eléctrica que pasa por dicho elemento de resistencia (que se mide en amperes).
• R= La resistencia del mismo elemento (que se mide en ohms).

Existen otras dos formas útiles que se pueden derivar de la ecuación (1), y son:

•    (2)[pic 4]
•    (3)[pic 5]

Para producir una corriente, primero debe existir un voltaje en la resistencia. Los primeros experimentadores en este campo, reconocieron el hecho de que una corriente eléctrica constituía un movimiento de cargas a lo largo de un conductor. El sentido del flujo de la corriente no se puedo determinar y, desgraciadamente, se convino en forma arbitraria que fuera desde un cuerpo de carga positiva hacia otro de carga negativa (positivo a negativo), y este acuerdo se estableció tan firmemente, que sigue en vigencia hasta nuestros días.

Así pues, la dirección convencional o dirección positiva del flujo de la corriente, es siempre de positivo a negativo, aunque se sabe ahora que la dirección del flujo electrónico, que en realidad constituye una corriente eléctrica, va de negativo a positivo.

Los sistemas de energía eléctrica de los que este programa forma parte, utilizan el “flujo convencional de la corriente” para la corriente eléctrica. En este sistema “convencional”, la corriente va de la terminal positiva a la negativa.

El volt es la unidad de la presión o el potencial eléctrico, y se mide con un voltímetro. Los voltímetros poseen una alta resistencia eléctrica y siempre se conectan en paralelo con un circuito o componente, por ejemplo: Una resistencia. (Ver figura #1).

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Figura #1: “El voltímetro se conecta en paralelo a la resistencia de carga R1”

Cerciórese siempre de que las polaridades concuerden con las marcadas en las terminales del medidor, a fin de obtener una lectura positiva (escala arriba). Si se invierten las conexiones, la aguja se desviará en la dirección negativa.

El ampere es la unidad de la corriente eléctrica y se mide con un amperímetro. Los amperímetros tienen una baja resistencia interna y se conectan en serie con el circuito o el componente, por ejemplo, una resistencia. (Ver figura #2).

[pic 7]

Figura #2: “El amperímetro se conecta en serie con la resistencia de carga R1”.

Las mismas observaciones que se hicieron respecto a la polaridad del voltímetro se aplican al amperímetro. La polaridad se debe mantener para obtener la deflexión adecuada de la aguja.

INSTRUMENTOS Y EQUIPO:

Los equipos utilizados en esta experiencia fueron los siguientes:

• Módulo de fuente de energía  (0-120V c-d)  EMS 8821.
• Módulo de resistencia  EMS 8311.
• Módulo de medición de CD (200V, 500 mA, 2.5 A)  EMS 8412 y EMS 8941.
• Cables de conexión.
• Multímetro.
• Otros: Ohmímetro para medir resistencia.

PROCEDIMIENTOS, DATOS RECOLECTADOS Y RESULTADOS:

Advertencia: En este experimento se manejan altos voltajes. NO hacer ninguna conexión cuando la fuente esté conectada.  Se debe desconectar la fuente después de realizar cada medición.

1. Usamos el ohmímetro para medir la resistencia entre las terminales del voltímetro de 200V cd.  

R=   198.1     kilo ohms.

1. Medimos la resistencia del amperímetro de 2.5 A.

R=    0.5  ohms.

1. Medimos la resistencia del miliamperímetro de 500 mA c-d.

R=    2      ohms.

1. ¿Es mucho mayor la resistencia interna del voltímetro que la de los dos medidores de corriente? ¿Se puede explicar por qué?  

 Respuesta: Sí es mucho mayor para poder medir el potencial eléctrico.

1. Usar los módulos EMS de resistencia, medición de CD y Fuente de Energía, para conectar el circuito ilustrado en la figura #3. Hay que tener sumo cuidado al establecer las polaridades. Cerciorar de que el interruptor de alimentación esté abierto, de que la lámpara indicadora on-off esté apagada y que la perilla del control del voltaje variable de salida se le ha dado toda la vuelta en sentido contrario al de las manecillas del reloj. El interruptor del voltímetro de la fuente de energía debe estar en la posición de CD y, deberá indicar cero (0) volts. (En la figura #3, 7 es la polaridad positiva y N la negativa para la salida de voltaje en c-d de la fuente de energía).

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Figura #3: “Circuito experimental”.

1. Conectamos la fuente de energía y giramos lentamente la perilla del control del voltaje de salida    (en el sentido de las manecillas del reloj) hasta que el voltímetro de 0- 200V c-d conectado a la carga de 300 ohms indique 20V c-d. El miliamperímetro de 0-500 mA c-d indicará la corriente que pasa por el circuito. Anotamos este valor en el espacio correspondiente de la tabla #1. Hicimos lo mismo para los diferentes voltajes que si indican en la tabla #1. Reducimos el voltaje a cero y desconectamos el interruptor de la fuente de energía (No desconectar el circuito).

Tabla #1

1. Graficamos las corrientes anotadas (a los voltajes indicados) en la tabla #1.

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1. Trazar una curva continua por los puntos marcados. ¿Es directamente proporcional la corriente al voltaje (se duplica, triplica, etc., la corriente cuando el voltaje se duplica, triplica, etc.)?

Respuesta: Sí es directamente proporcional.

1. Con los valores de I y E de la tabla #1, calculamos las relaciones de E/I correspondientes a cada caso. Anotamos los cálculos en la tabla #2.

Tabla #2

1. El valor promedio de E/I es: 0.2967

Observamos que la relación entre el voltaje aplicado a la resistencia y la corriente que pasa por ella es un valor constante denominado resistencia.

1. Comprobamos que la forma alternativa de la ley de Ohm (I=E/R) es válida. Usando el mismo circuito de la figura #3, conectamos la fuente de energía y ajustamos la misma a 90V c-d, de acuerdo con la lectura que aparezca en el voltímetro conectado a la resistencia de 300 ohms. Medimos y anotamos la corriente que pasa por esa resistencia.

I medida=         A c-d.

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