CONSTRUCCIÓN DE UN AMPERÍMETRO Y UN ÓHMETRO SERIE A PARTIR DE UN GALVANÓMETRO Yonier renteria renteria 1004776990 Victor Manuel Montoya Quintero 1112784727 PRESENTADO A : Jorge Ivan Madrid UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA PEREIRA 2020 INTRODUCCIÓN Previo a realizar el laboratorio, se dio a la tarea de investigar ciertas terminologías que se necesitaban conocer para realizar y entender el trabajo a realizar, relacionadas con la resistencia shunt , la corriente del galvanómetro y la corriente shunt. se investigaron los conceptos pertinentes y necesarios para entender la práctica del laboratorio y la ejecución correcta del mismo, asimismo comprender las respectivas ecuaciones con las cuales se trabajaría en la práctica del laboratorio. Una vez claros los conceptos y la explicación de la docente sobre cómo realizar la práctica del laboratorio, se llevó a cabo el procedimiento del mismo ; cada uno de los integrantes del grupo realizó la construcción de un amperímetro por la cual cada estudiante contaba con valores diferentes para la construcción de este, con el fin de poder llenar la tabla correspondiente al tema y la correcta ejecución del trabajo. Asimismo la docente asignó a cada grupo de trabajo valores para determinar la corriente máxima de cada una de las resistencias, con ayuda de la construcción de un circuito guía. Finalmente, una vez obtenidos todos los datos anteriormente mencionados, se realiza el trabajo escrito con todas las evidencias del laboratorio realizado y sus respectivos análisis PROCEDIMIENTO Para el desarrollo de la práctica, todos y cada uno de los integrantes del grupo nos servimos de un circuito guía para la solución práctica del mismo, este circuito guía se muestra a continuación: En este caso, en los elementos del presente circuito, hubo ciertos valores las cuales se mantuvieron como constantes ellos son la diferencia de potencial de la fuente, el cual fue de 12V, la resistencia interna del galvanómetro con un valor de 9 ohmios, y la corriente de plena escala con un valor de 48 mA ó 48*10^-10 A. Estos valores fueron esenciales al momento de hallar la resistencia Rsh, pues para el cálculo del valor del mismo se implementó la ecuación : Cada integrante del grupo cumplió con la construcción pues un amperímetro con las escalas establecidas, después de hallar los valores se procedió a llenar la tabla correspondiente. En la segunda parte del procedimiento, se procedió a la construcción del óhmetro, para ello también teníamos un circuito guía : En este caso, no hubo mayor complejidad en la solución del mismo, pues en este, ya la docente nos propuso los valores que debíamos reemplazar para la resistencia Rx mostrados en las tablas de construcción del óhmetro) y la resistencia interna del galvanómetro si se mantuvo como una constante de 9 ohmios, para la otra resistencia, lo que se hacía era sumar los valores conocidos , así R = Rx + Rg , luego digitamos los valores obtenidos de la corriente en su respectiva tabla. Construcción Amperimetro de 700 mA Construccion Amperimetro de 750 mA Construcción Amperimetro de 800 mA Construcción de un óhmetro: Tabla # 2 construcción de un óhmetro ANÁLISIS DE DATOS 1) Explique el significado de la expresión 5.1 ? Es claro que esta expresión se usa cuando la corriente (I) a medir no supera la corriente máx ( ), y por ende n que es el número de divisiones hasta donde varía la Imáx. la aguja del galvanómetro también será menor o igual que N, ya que esta última tiene una relación directa con Ia corriente máxima (Imáx) Por lo anterior es evidente que en el caso de que N=n, la corriente (I) a medir será igual a la corriente máxima (Imax ), y partiendo de esta igualdad, y por semejanza de Imáx triángulos en cuanto a la gráfica; Se puede observar que al despejar la corriente (I) obtenemos la expresión 5.1, donde se evidencia una dependencia lineal entre la corriente(I) a medir y el número de divisiones que marca el galvanómetro (n), y por esto su crecimiento lineal. 2) Cómo se instala correctamente un amperímetro en un circuito y cuáles son las consecuencias de una conexión errónea? A diferencia de los voltímetros, los amperímetros en un circuito eléctrico deben conectarse en serie, es decir, unido por el cable principal del circuito. Lo anterior permite que toda la corriente del circuito fluya o circule a través del amperímetro.} Es importante tener en cuenta que si se realiza una conexión errónea del amperímetro, es decir, que se conecta en paralelo al circuito, existen altas probabilidades de que este sufra daños e incluso quedar totalmente inservible. Esto se debe a que la resistencia interna de los amperímetros es mínima, y al ser conectado en paralelo la corriente que circulará a través de él será muy elevada, ocasionando así, un cortocircuito 3) ¿Cuál es el valor de la resistencia ideal de un amperímetro y explique por qué? El valor de la resistencia ideal de un amperímetro sería de cero porque con este valor no se generaría un efecto de carga en el circuito y por ende no afectaría la medición de la corriente. Es ideal ese valor porque la presencia de un amperímetro en un circuito reduce levemente la corriente. 4) ¿Qué limitaciones prácticas encuentra usted en la construcción de medidores para corrientes de 1 ampere o valores mayores? Las limitaciones prácticas dependen del valor nominal de las resistencias para poder graduar la resistencia shunt, ya que si es muy pequeña ahí está la limitación para la construcción de un amperímetro. 7) ¿En qué valores de resistencia es confiable la escala del óhmetro serie? Los valores en los cuales es confiable la escala del óhmetro serie están entre 60Ω y 80Ω p ues entre mayor sea la resistencia será mejor la escala, ello se establece por medio de la ley de Ohm, además la resistencia se encuentra limitada por la resistencia total del circuito. 8)Consulte cómo funciona la plancha eléctrica de su casa las planchas eléctricas, constan de materiales como el termostato (el cual regula la temperatura) , platinos ( los cuales abren y cierran el paso de la corriente), la resistencia ( la cual transforma la energía eléctrica en calorífica), cable de alimentación ( el cual conduce la energía eléctrica ), carcasa el cual es el caparazón externo del circuito interno entre otros elementos importantes como la base de la misma que es donde se distribuye el calor suministrado o liberado. En cuanto al funcionamiento interno de la plancha: Una plancha eléctrica, funciona porque tiene el más básico de los circuitos eléctricos. Es un circuito en serie donde se aplica una diferencia de potencial de 120 voltios, a una resistencia el cual tiene un valor muy bajo ( pues tiene pocos ohmios) ello, proporciona al sistema el libre paso de la corriente (electrones). Cuando esto ocurre la resistencia se calienta ( por lo que la energía que se pierde, se libera o se transforma en forma de calor) . Por diseño de la plancha la envoltura de la resistencia ( en muchos casos es cerámica) está haciendo contacto con la plancha de acero (base de la plancha) transfiriendo así el calor. 9) Intente una explicación de la resistencia del cuerpo humano, su posible variación y los riesgos que ello encierra? La resistencia eléctrica del cuerpo humano depende de múltiples factores, por la cual el valor de la resistencia en el cuerpo humano se puede ver considerada como un valor aleatorio. Entre los factores que intervienen se pueden señalar; tensión aplicada, edad, sexo, estado de la superficie de contacto - humedad, suciedad, - trayectoria de la corriente, alcohol en sangre, presión de contacto, grosor de la piel entre otros factores. los valores de la resistencia medida en ohmios en el ser humano pueden ser: ●Valor máximo: 3.000 Ohmios ● Valor medio: 1.000/2.000 Ohmios ● Valor mínimo: 500 Ohmios Cualquier persona que tenga un accidente por causas de la energía eléctrica, podría sufrir alguno de los siguientes síntomas fisiológicos entre ellos: asfixia (si la corriente atraviesa el tórax), tetanización ( donde el paso de la corriente provoca contracciones musculares) , paro respiratorio (Si la corriente atraviesa el cerebro), fibrilación ventricular ( si la corriente atraviesa el corazón). Un accidente eléctrico puede deberse a diferentes causas entre ellos, por contacto eléctrico directo ( Cuando se entra en contacto con algún elemento que habitualmente está en tensión) ó por contacto eléctrico indirecto. Otro tipo de información útil a saber es que la humedad disminuye la resistencia del cuerpo y el mismo cuerpo humano, funciona como un conductor a tierra en una descarga. 10) Mediante el código de colores explique cómo se reporta el valor de una resistencia y dé ejemplos? Actualmente se sabe que las resistencias son un elemento importante dentro de las conexiones de los elementos de un circuito, ya sea un circuito en serie o paralelo. Existen gran variedad de resistencias, todos los aparatos electrónicos y tecnológicos deben de incluir en su interior por lo menos una resistencia ; entre los elementos más comunes de nuestro hogar las cuales funcionan con energía eléctrica, encontraremos en su interior cierto tipo de resistencias. Por ejemplo, el secador de pelo, para regular su tensión y voltaje, se usa una resistencia de filamento de níquel y cromo, asimismo con otros elementos de uso diario como las estufas o la plancha para la ropa, donde la resistencia transforma la energía en forma de calor para así cumplir con su función. Recordemos que la función de las resistencias es la de oponerse al paso de la corriente, consumen potencia y la transforman en forma de calor, en otras palabras, parte de la energía que fluye por un circuito por acción de las resistencias se liberan en forma de calor. Algunas de las resistencias que se manejan en un circuito, manejan una cierta capa de colores, de la cual podemos deducir el valor que esta misma resistencia maneja, para conocer el valor interno de la resistencia, hay que entender primero cómo funcionan los colores de dicha capa externa, para ello se usa el código de colores. El código de colores es muy útil debido a que si no tenemos a la mano un multímetro o un óhmetro, con el simple hecho de saber cómo operar con ellos, se puede saber el valor interno de una resistencia medida en ohmios. donde las dos primeras franjas representan los primeros dígitos del valor real de la resistencia, la tercera franja allí representa el multiplicador la cual depende de su color ( cada color representa un valor de multiplicador) y la cuarta franja representa el valor de oscilación o tolerancia del resultado real, si este es dorado, su valor oscila entre un 5 por ciento por encima o por debajo de su valor real y si este es plateado, su valor oscila entre un 10 por ciento. entonces, los primeros colores son café = 1 , amarillo = 5 y el multiplicador de color café el cual representa = 10 ^1 y su oscilación representa el color dorado= 5 %. Queda el valor resultante así 15 * 10 = 150 oscilando su valor entre un 5 por ciento por encima o detrás del valor real. CONCLUSIONES 1) Se obtuvo conocimiento de nuevas informaciones, pues desconocemos de los valores de la resistencia interna del cuerpo humano, se aprendió también que internamente nuestro cuerpo funciona a través de impulsos eléctricos y de ello el correcto funcionamiento del corazón y del cerebro, pero siempre y cuando las señales eléctricas sean producidas y provengan del mismo cuerpo, si la energía eléctrica o tensión proviene desde el exterior, puede causar accidentes graves desde un paro respiratorio hasta un paro cardíaco. También se afianzaron en conceptos vistos en el colegio tales como lo son el tema del código de colores de una resistencia ( de la cual no es necesario tener un óhmetro o multímetro para conocer su valor). 2) Con la realización de esta práctica se logró evidenciar una vez más la importancia de diferenciar los circuitos en serie y en paralelo, ya que a partir de esto se generan las conexiones de los diferentes componentes, en este caso la conexión del amperímetro, lo cual asegura realizar las mediciones de la corriente correctamente y el cuidado de los instrumentos de medida. 3) Implementamos al circuito términos que antes no se habían mencionado como la resistencia shunt la cual aunque es una resistencia relativamente muy pequeña se implementa con el fin de poder medir una corriente que es mucho mayor a lo que pueden soportar los instrumentos de medida, además siempre es constante dentro de un circuito y se puede determinar en este laboratorio por medio de la ejecución de fórmulas.
