universidad catolica andres bello facultad de ingenieria

UNIVERSIDAD CATOLICA ANDRES BELLO
FACULTAD DE INGENIERIA – DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATORIO DE FISICA II – TELECOMUNICACIONES
CIRCUITOS RESISTIVOS
CURVA CARACTERISTICA
La aplicación de una diferencia de potencial externa en los terminales de un elemento de
circuito produce una corriente a través del elemento. Al gráfico de esta corriente como
función de la diferencia de potencial se le conoce como curva característica del elemento.
Si la gráfica es totalmente lineal se dice entonces que el
elemento es óhmico, siendo éste el caso común de las
resistencias, elementos en los que se cumple la Ley de Ohm:
∆V=ΙR. La constante R es una propiedad característica de la
resistencia la cual depende de la resistividad ρ del material y de
sus dimensiones, sección transversal y longitud. El valor de R se
puede determinar experimentalmente como el inverso de la
pendiente en la recta característica.
En algunas resistencias la disipación por Efecto Joule (Ι²R) provoca un incremento de la
temperatura que puede influenciar el valor de la resistividad y por consiguiente de la
resistencia. Al ir aumentando la corriente esta influencia se pone de manifiesto con una curva
característica no-lineal. Es el caso de los filamentos de tungsteno en los bombillos comunes.
Otro ejemplo de elementos con curvas características no-lineales lo constituye el caso de los
semiconductores como el diodo y el transistor
PARTE EXPERIMENTAL
1.
MEDIDA DE CORRIENTES DIRECTAS
Para la medida de corrientes directas el selector de
funciones debe estar en el cuadrante inferior derecho (I)
donde aparece el símbolo de corriente directa ==. Aunque
el rango máximo es de 10 (A) los valores típicos usados en
este laboratorio permiten iniciar la medida desde 400 (mA) e
ir disminuyendo progresivamente
Si la medida excede al rango en uso, se quema un fusible de protección .
Note entonces las tres formas diferentes de usar el multímetro: (a) para la medida de la
corriente en un elemento el multímetro debe ser conectado en serie, es decir, hay que
“romper” el circuito a fin de “intercalar” el multímetro, (b) para la medida de la diferencia de
potencial la conexión se hace directamente en paralelo, (c) para la medida de una
resistencia es necesario que dicha resistencia esté desconectada del circuito.
El esquema a continuación muestra el multímetro “intercalado” en serie para medir corriente,
o directamente en paralelo para medir voltaje
El uso inadecuado de un multímetro originado por una mala conexión o un cambio
inapropiado en el selector de funciones puede causar daños al instrumento, particularmente
en el caso de medida de corrientes. Aunque el multímetro cuenta con fusibles de protección,
sin embargo quemar fusibles por mal uso del instrumento es penalizado en el laboratorio.
1.a. Mida con el multímetro el valor real de una resistencia
de valor nominal 1 KΩ (marrón-negro-rojo)
1.b. Instale en el protoboard esta resistencia, la cual va a ser
alimentada por una diferencia de potencial suministrada
por una fuente de voltaje variable.
1.c. Coloque un valor inicial nominal de 0.5 V en la fuente. Mida con el multímetro la
diferencia de potencial e inmediatamente la corriente correspondiente en la resistencia.
Tenga cuidado al conectar el multímetro y al escoger función y rango en el selector de
funciones del instrumento. Si va a medir voltaje el selector de funciones debe estar
previamente en el cuadrante superior derecho (V), en el rango de 40 V, en la pantalla el
símbolo de corriente directa ==, la medida la hace directamente en paralelo. Si va a
medir corriente el selector de funciones debe estar previamente en el cuadrante inferior
derecho (I) donde aparece el símbolo de corriente directa ==, en el rango de 400 mA, la
medida la hace en serie “intercalando” el multímetro.
Repita este proceso incrementando el voltaje nominal en la fuente de 0.5 V en 0.5 V
hasta un máximo de 5 V. Concluidas las medidas disminuya el voltaje en la fuente a 0V.
1.d. Grafique la corriente como función de la diferencia de potencial. Obtenga la resistencia
como el inverso de la pendiente en la ecuación de la línea de tendencia.
1.e. Compare los tres valores obtenidos para la resistencia: (a) experimental, a partir de la
curva característica, (b) real, medido con un multímetro, y (c) nominal, por los colores.
2.
CIRCUITO DE CORRIENTE DIRECTA
2.a. Mida con el multímetro los valores reales de tres
resistencias de valores nominales R1, R2 y R3.
que le suministrará el profesor.
2.b. Instale en el protoboard el circuito mostrado a
continuación. Coloque la fuente de alimentación
en 5 V.
2.c. Mida con el multímetro la diferencia de potencial y la corriente en cada resistencia.
Tenga el mismo cuidado del experimento anterior al conectar el multímetro y al escoger
función y rango en el selector de funciones del instrumento.
2.d. Para los valores reales de las resistencias haga las consideraciones de conexiones en
paralelo y en serie a fin de resolver teóricamente el circuito y obtener los valores de
corriente y diferencia de potencial en cada una de las resistencias.
2.e. Compare los resultados teóricos del punto anterior 2.d. con los valores medidos en el
punto 2.c.
2.f. Usando los valores reales de las resistencias, calcule la potencia suministrada por la
fuente (IV) y la disipada por cada una de las resistencias. Compruebe la conservación
de la energía (potencia suministrada = potencia total disipada).
REFERENCIAS
Laboratorio de Física (Volumen 2: Electricidad y Magnetismo): Iván Escalona & Perla H.
Chocrón. UCV, Facultad de Ciencias, Escuela de Física (2002)
IE/060111