Uso y funciones de los equipos fundamentales del laboratorio`

Márquez Eduyn

edujmarquez@gmail.com

UNEXPO Puerto Ordaz – Departamento de Estudios Generales. – Sección de Física – Laboratorio de Física II

USO Y FUNCIONES DE LOS EQUIPOS FUNDAMENTALES DEL LABORATORIO

Resumen — Durante esta experiencia en el laboratorio desarrollaremos actividades que implican la utilización de diversos equipos, tales como el galvanómetro, el amperímetro y el voltímetro; y es de suma importancia contar con ciertas destrezas que nos permitan darles un correcto uso y/o una debida interpretación de los datos que estos arrojen. Ahora bien, estas destrezas se adquieren al realizarse los correspondientes cálculos sobre las capacidades de cada uno de los mencionados instrumentos. Acción la cual será desplegada durante el desarrollo de este informe.

Palabras clave — equipos, galvanómetro, amperímetro, voltímetro.

1. INTRODUCCIÓN

        Describiendo términos importantes encontramos que: un galvanómetro es un instrumento que se emplea para indicar el paso de pequeñas corrientes eléctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Mientras que un amperímetro es una herramienta que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico; si hablamos en términos básicos, el amperímetro es un simple galvanómetro con una resistencia en paralelo, llamada shunt. En cambio, un voltímetro es un utensilio utilizado para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico, la cual viene dada en voltios. No obstante, otro termino importante para conocer es la llamada Ley de Ohm; esta establece que "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 mismo", y se puede expresar matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuación: I=.[pic 2]

1. OBJETIVOS

        Entregar a los estudiantes los conocimientos mínimos requeridos para una buena y correcta utilización de los diversos equipos e instrumentos del laboratorio; así como lograr destrezas en la lectura e interpretación de datos técnicos o de características de los mismos.

1. DESARROLLO

        Para realizar estas experiencias se tomo como referencia (o punto de partida)  la ley de ohm, la cual establece que: V=IR; como se menciono anteriormente.

Calculo  de las resistencias de las fuentes:

• Fuente Leybold 522-38:

• Tensión continua: 2...12V regulable por pasos de 2V; intensidad máxima de salida hasta 15A.

V1=2V  =>  R1= 2V ÷ 15A  =>  R1 = 0,13Ω

V2=4V  =>  R2= 4V ÷ 15A  =>  R2 = 0,26 Ω

V3=6V  =>  R3= 6V ÷ 15A  =>  R3 = 0,4Ω

V4=8V  =>  R4= 8V ÷ 15A  =>  R4 = 0,53Ω

V5=10V  =>  R5= 10V ÷ 15A  =>  R5 = 0,66Ω

V6=12V  =>  R6= 12V ÷ 15A  =>  R6 = 0,8Ω

• Tensión alterna

1. (Salida indicada con U): 2...12V, ajustable por pasos de 2V; intensidad máxima de salida hasta 10A.

V1=2V  =>  R1= 2V ÷ 10A  =>  R1 = 0,2Ω

V2=4V  =>  R2= 4V ÷ 10A  =>  R2 = 0,4 Ω

V3=6V  =>  R3= 6V ÷ 10A  =>  R3 = 0,6Ω

V4=8V  =>  R4= 8V ÷ 10A  =>  R4 = 0,8Ω

V5=10V  =>  R5= 10V ÷ 10A  =>  R5 = 1Ω

V6=12V  =>  R6= 12V ÷ 10A  =>  R6 = 1,2Ω

1. (Salida conectada en 2U): 4...24V, ajustable por pasos de 4V; intensidad máxima de salida hasta 5A.

V1=2U;  V=2(2V)  =>  R1= 4V ÷ 5A  =>  R1 = 0,8Ω

V2=4V;  V=2(4V)  =>  R2= 8V ÷ 5A  =>  R2 = 1,6 Ω

V3=6V;  V=2(6V)  =>  R3= 12V ÷ 5A  =>  R3 = 2,4Ω

V4=8V;  V=2(8V)  =>  R4= 16V ÷ 5A  =>  R4 = 3,2Ω

V5=10V;  V=2(10V)  =>  R5= 20V ÷ 5A  =>  R5 = 4Ω

V6=12V;  V=2(12V)  =>  R6= 24V ÷ 5A  =>  R6 = 4,8Ω

1. 6.3V fijo; intensidad máxima de salida 12.6V hasta 5A.

V1=6,3V  =>  R1= 6,3V ÷ 5A  =>  R1 = 1,26Ω

V2=12,6V  =>  R2= 12,6V ÷ 5A  =>  R2 = 2,52Ω

• Fuente Leybold 522-35

• Tensión continua

a) Dos tensiones continúas sin conexión a tierra, regulables de -20... 0V y de 0... 300V; intensidad máxima de salida de 50mA (=0,05A).

[pic 3]

V1=5V  =>  R1= 5V ÷ 0,05A  =>  R1 = 100Ω

V2=10V  =>  R2= 10V ÷ 0,05A  =>  R2 = 200Ω

V3=15V  =>  R3= 15V ÷ 0,05A  =>  R3 = 300Ω

V4=20V  =>  R4= 20V ÷ 0,05A  =>  R4 = 400Ω

[pic 4]

V1=50V  =>  R1= 50V ÷ 0,05A  =>  R1 = 1.000Ω

V2=100V  =>  R2= 100V ÷ 0,05A  =>  R2 = 2.000Ω

V3=150V  =>  R3= 150V ÷ 0,05A  =>  R3 = 3.000Ω

V4=200V  =>  R4= 200V ÷ 0,05A  =>  R4 = 4.000Ω

V5=250V  =>  R5= 250V ÷ 0,05A  =>  R5 = 5.000Ω

V6=300V  =>  R6= 300V ÷ 0,05A  =>  R6 = 6.000Ω

b) Tensión continúa filtrada sin conexión a tierra de 380V fija, intensidad máxima de salida 100mA.

V=380V;  I=0,1A  =>  R= 380V ÷ 0,1A  =>  R = 3.800Ω

• Tensión alterna: Dos salidas de independientes fijas de 6.3V; una sin conexión a tierra, con intensidad máxima de salida 1A y otra con un polo de conexión a tierra, con intensidad máxima de salida hasta 5A.

V1=6,3V  =>  R1= 6,3V ÷ 1A  =>  R1 = 6,3Ω

V2=6,3V  =>  R2= 6,3V ÷ 5A  =>  R2 = 1,26Ω

Ejercicios de laboratorio:

1. Si usted va a conectar una cierta resistencia R, y la fuente a utilizar es la Leybold 522-38. ¿Qué valor mínimo debe tener R para que dicha fuente trabaje sin daño?. (Seleccione un voltaje de salida). Justifique ampliamente su respuesta.

0,13Ω es el valor minino que debe tener R (la resistencia) para que dicha fuente trabaje sin daño; con un V de salida V=2V e I=15A.

1. Si dispone de una resistencia R de 5 K y cuya potencia es de 150 vatios; la fuente a utilizar es la Leybold 522-35 y vamos a trabajar con la salida 0...300 V C.C. ¿Cuál será o serán los valores posibles de voltaje a utilizar sin dañar la fuente de poder y la resistencia?. Justifique su respuesta.

R= 5KΩ (=5.000Ω)

Vatios= Imax2.R => Imax2= Vatios ÷ R => Imax= ± => Imax= ±[pic 5][pic 6]

Imax= ± => Imax= ±0,17A[pic 7]

        0,17A es la máxima intensidad que soporta la resistencia; pero a partir de los cálculos realizados anteriormente notamos que la intensidad de la fuente (0,5ª: su amperaje) es menor al de la resistencia, por lo que, hasta esta altura de los cálculos, no se pueden conectar dicha resistencia con la mencionada fuente; es decir, que no existen valores de voltaje a utilizar sin que la resistencia dañe a la fuente. En cambio, si tomamos en cuenta que:

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