Práctica N° 1 Leyes de Ohm y de Watt

Profesor:         Francisco Javier Gómez Muñoz

ASIGNATURA:         Circuitos Eléctricos – CEX24

Práctica N° 1

Leyes de Ohm y de Watt

1. JUSTIFICACIÓN:

Un elemento fundamental en la construcción de una formación sólida en el área de la Mecatrónica, para ello es necesario entender la relación entre las magnitudes eléctricas fundamentales: voltaje, corriente, potencia y resistencia eléctrica.

1. COMPETENCIAS:

1. Comprender Comprobar experimentalmente las leyes de Ohm y de Watt en DC.
2. Determinar valores de variables eléctricas a partir de sus mediciones.
3. Establecer las relaciones entre corriente, voltaje, potencia eléctrica y resistencia, en circuitos DC con resistencias lineales (óhmicas).

1. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA (actividades durante la realización de la práctica):

1. MATERIALES Y EQUIPOS:

1. Tres resistencias de carbón de ½ vatio y diferente magnitud.
2. Fuente de potencia DC.
3. Multímetro digital

Nota: Componentes disponibles en el simulador Multisim.

1. PROCEDIMIENTO:

1. Dadas TRES resistencias de diferente valor, medidas empleando primero el código de colores y posteriormente el multímetro (dato suministrado por el Profesor). Nombre las resistencias como R1, R2 y R3 y anote los valores en la tabla 1.
2. Registre los valores de las resistencias en la siguiente tabla y coloque en la casilla siguiente el valor que le correspondería de acuerdo al código de colores, suponga que la cuarta franja es dorada.

Resistencias a 1 vatio (potencia máxima)

Tabla 1

1. Relación entre el voltaje (potencial) y la intensidad de corriente (R constante).

1. Elija una de las resistencias (R1) y construya el circuito de la figura 1. Verifique que las polaridades de los instrumentos de medida sean las correctas. En una situación real debe tener en cuenta la potencia máxima que puede disipar cada resistencia.
2. Con una tensión igual a cero y con los instrumentos de medida ilustrados en la figura 1.  Anote el resultado en la tabla 2. (Primera medida para R1). Luego aumente de dos en dos el voltaje y regístrelos en la tabla 2
3. Finalmente termine de diligenciar la tabla dos, completando los datos que requieren cálculos (utilizando Excel).

[pic 2][pic 3]

Figura 1

1.  Variando la tensión en la fuente diligencie la siguiente tabla de resultados^[1]:

Tabla N° 2

1.  Repita el procedimiento para c/u de las resistencias disponibles (3 tablas)

1. PREPARACIÓN (actividades previas a la realización de la práctica):

Revise los siguientes aspectos y conceptos:

• Ley de Ohm, Ley de Watt, efecto Joule y cálculo de la pendiente de una recta.
• Desviación de la medición en la resistencia, cálculo del error absoluto en porcentaje.^[2] 

Para las resistencias:

        [pic 4]

• Métodos para trazar e interpretar gráficas con Excel.
• Simulación de Circuitos con Multisim.
• Notas de clase: http://electricidad51.blogspot.com

1. INFORME DE LA PRÁCTICA:

1. Encabezado (identificación):

Instituto Tecnológico Metropolitano ITM

Facultad de Ingeniería

Ingeniería Mecatrónica

Circuitos Eléctricos (CEX24)

Práctica de laboratorio N° 1: Leyes de Ohm y de Watt 

Realizada por el equipo #____: nombres completos de quienes realizaron la práctica (máximo 4)

Fecha de elaboración del informe: ____

1. Diagramas y resultados de la práctica:

1. Diagrama del circuito (diagrama general)
2. Medida de las resistencias, de acuerdo al código de colores (CC) y medida con el multímetro:

Resistencias a 1 vatios (potencia máxima)

Tabla N° 1

1. Tabla de resultados N° 1 (3 tablas, una por cada resistencia)

Tabla N°2

Nota: diligencie con medidas reales de resistencia (suministradas por el profesor)

1. Gráficas con Excel:

1. Trazar las gráficas de V vs. I. (3 gráficos, uno por circuito)
2. Trazar las gráficas de P vs. I. (3 gráficos, uno por circuito)
3. Trazar las gráficas de P vs. I2. (3 gráficos, uno por circuito)

1. Simule los circuitos con Multisim y con datos teóricos (código de colores), diligencie las tablas y realice los gráficos nuevamente, ahora con datos teóricos.
2. Ilustre Todas sus simulaciones, con Multisim, solo para el voltaje de 24 v (para cada resistencia)

1. Análisis de resultados y preguntas:  

1.  De acuerdo a los resultados tabulados en la tabla N° 2:

1. ¿Qué se puede afirmar de la resistencia en cada caso? ¿A qué pueden atribuirse las diferencias con los datos teóricos?
2. ¿Qué clase de relación se observa entre V e I? ¿Se cumple la ley de Ohm? Explique e ilustre con los datos obtenidos.
3. ¿Qué clase de relación se observa entre P y V? ¿Se cumple la ley de Watt? Explique e ilustre con los datos obtenidos.
4. ¿Qué clase de relación se observa entre P e I? ¿Se cumple la ley de Watt? Explique e ilustre con los datos obtenidos.
5. ¿Qué clase de relación se observa entre P y V2?
6. ¿Qué ocurre si se excede la potencia nominal de las resistencias?
7. Si las resistencias disponibles para la práctica son de 1/2 y no de 1.0 vatio, como se plantea: ¿Qué ocurriría? Explique para cada resistencia.
8. Si solo dispongo de resistencias de 100 Ω a ½ w, ¿Qué puedo hacer para obtener una resistencia de 100 Ω a 1 vatio?
9. Si, al medir con el multímetro, la resistencia de 3.9 KΩ mide 3.75 KΩ, y la cuarta banda es de color dorado, ¿podemos afirmar que la resistencia está de acuerdo a los datos ofrecidos por el fabricante? ¿Qué ocurre si la cuarta franja es marrón?

1. De acuerdo a las gráficas de V vs. I:

1. ¿Qué tipo de relación se observa entre el voltaje y la corriente?
2. ¿Qué significado tiene la pendiente en la gráfica?
3. ¿Qué ocurriría si gráfico I vs. V? ¿Cuál es el significado de la nueva pendiente?
4. ¿Siempre se cumple la ley de Ohm?

1. De acuerdo a las gráficas de P vs. I:

1. ¿Qué tipo de relación se observa entre la potencia y la corriente?
2. ¿Qué tipo de gráfica se encontró en cada caso?
3. ¿Qué significado tiene la pendiente en la gráfica P vs. I2? Explique
4. ¿Qué ocurriría si gráfico I vs. P? ¿Cuál es el significado de la nueva pendiente? ¿Qué cambios se observan en el gráfico? Explique.

1. Conclusiones:

Redacte en forma clara y precisa sus conclusiones (mínimo 5), todas ella respaldadas en las mediciones, las gráficas y las simulaciones, NO a la teoría de circuitos.

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