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PRACTICA DE LABORATORIO 1: INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN DANIELA CAMPO - 2176067 DAYANI GOMEZ - 2176173 OMAR BENITEZ - 2156574 PROFESOR: GIOVANNY MEDINA VARGAS UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA FÍSICA 3 SANTIAGO DE CALI, Agosto 22 2019-03 RESUMEN En el presente documento se evidencia el reporte correspondiente a la primera práctica de laboratorio (introducción a la instrumentación), el cual se realizó con el objetivo de familiarizarse con el uso del multímetro, analógico o digital, como instrumento para medir resistencias, voltajes y corrientes, además de aplicar el conocimiento de incertidumbres a las medidas con multímetro. Para dar cumplimiento a dicho objetivo en primer instancia se tomaron las medidas de las resistencias proporcionadas por el laboratorio, utilizando el multímetro tanto análogo como digital, para posteriormente realizar la implementación del circuito propuesto compuesto por una resistencia y una fuente de voltaje DC de 10V en serie; por último se realizaron mediciones de voltaje y corriente del circuito descrito anteriormente utilizando el multímetro digital. Al terminar la toma de datos se procedió a analizar los resultados y se concluyó que los valores designados por el código de colores de las resistencias y los obtenidos experimentalmente con la escala más adecuada (x1) en cada dispositivo son muy similares; la mejor opción para realizar estas mediciones es el multímetro digital. Por otro lado, la implementación del circuito permitió identificar como la corriente no varía, independientemente de la conexión del multímetro, debido a que un circuito en serie posee la misma corriente en cualquier punto. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Parte I. Medición de resistencias En las tabla presentada a continuación se observan los resultados de la medición de las resistencias, la cual se realizó tanto con multímetro análogo como digital. Tabla 1 Valores teóricos y experimentales de las resistencias Una vez realizadas las medidas se calcularon sus respectivas incertidumbres de acuerdo al dispositivo de medición utilizado, observando variaciones mínimas en el caso del código de colores y el multímetro digital; sin embargo el multímetro análogo presentaba un margen de error mucho mayor, esto debido a que sus escalas de medida varían dependiendo del valor que se desee tomar, además se pueden presentar errores por parte del usuario al momento de realizar la medición teniendo en cuenta que es un método netamente visual, donde la línea de vista del usuario debe coincidir con la aguja reflejada en el espejo del multímetro. Cabe resaltar que en ambos multímetros cuando se selecciona una escala de medición muy grande ya no es posible obtener un resultado preciso respecto al valor de la resistencia, como es el caso de la escala x1000, es por esto que la mejor opción para determinar el valor de la resistencia en ambos dispositivos es la escala x1, teniendo en cuenta que las resistencias utilizadas no superan 1kΩ, caso en el cual sería necesario ajustar la escala a x100. Por otra parte, entre más cercana sea la escala al valor de la resistencia dada será más fácil registrar la medida en el multímetro análogo. Teniendo en cuenta lo anterior se concluye que el mejor dispositivo para realizar estas mediciones es el multímetro digital, debido a la alta precisión en sus lecturas y los pequeños valores de incertidumbre, obteniendo un mínimo margen de error y asegurando el éxito de la práctica. Parte II. Medición de corrientes y voltajes Una vez realizada la medición de las resistencias se implementó el circuito propuesto, correspondiente a una resistencia en serie con una fuente de 10V, usando 2 resistencias de distintos valores. Para determinar la corriente del circuito y el voltaje de la resistencia se utilizó el multímetro digital, teniendo en cuenta 2 configuraciones distintas en cuanto a su conexión con el circuito, las cuales se muestran en las siguientes imágenes. Figura 1. Circuito serie con fuente DC y una resistencia. La medición de corriente en este circuito se realiza conectando el amperímetro en serie entre el positivo de la fuente y uno de los terminales de la resistencia. El voltaje se mide en paralelo a la resistencia. Figura 2. Circuito serie con fuente DC y una resistencia. Para la segunda configuración se ubica el amperímetro entre uno de los terminales de la resistencia y el negativo de la fuente, el voltaje se continúa midiendo en paralelo a la resistencia. En la siguiente tabla se resumen los datos obtenidos tras la medición de corriente y voltaje en ambos circuitos (uno con resistencia de 220Ω y otro con 150Ω), con cada una de las configuraciones descritas anteriormente. Tabla 2 Valores teóricos y experimentales de las resistencias Configuración Circuito Resistencia del circuito (Ω) Corriente (mA) ΔI (mA) Voltaje (V) ΔV (mV) Fig.1 1 220 44.37 ±0.01 9.8 ±0.1 Fig. 2 2 43.43 ±0.01 9.6 ±0.1 Fig.1 3 150 65.73 ±0.01 9.6 ±0.1 Fig.2 4 65.16 ±0.1 9.6 ±0.1 De acuerdo a los datos consignados en la tabla anterior, se concluye que al variar la ubicación del amperímetro para medir la corriente en un elemento, no se observa una diferencia significativa en los valores obtenidos porque los dispositivos se encuentran conectados en serie y la corriente que circula por la malla es la misma en cualquier punto. Con la medición del voltaje normalmente no se refleja diferencia en los valores, en primer lugar porque su conexión es independiente del amperímetro, es decir que no se conectan al mismo tiempo y la configuración de este no afecta la medida del voltímetro. Por otra parte, el voltímetro siempre se conecta en paralelo a la resistencia, por lo que es probable obtener siempre el mismo valor en repetidas tomas de datos; sin embargo, en el circuito con resistencia de 220Ω se observa una variación de 0,2V entre las 2 mediciones realizadas, esto probablemente se debe a la incertidumbre del dispositivo y al tiempo que tarda en estabilizarse para obtener una medida concreta, dificultando al usuario precisar un resultado. CONCLUSIONES - Se cumplieron los objetivos propuestos, pues la práctica permitió familiarizarse con el uso del multímetro tanto analógico como digital, como instrumento para medir resistencias, voltajes y corrientes. - Esta práctica resulta conveniente para comprender conceptos teóricos como el comportamiento de la corriente en un circuito cerrado, el funcionamiento de los dispositivos de medición, la importancia de adecuar la escala de medida para obtener resultados precisos, la disposición del voltímetro y la aplicación de incertidumbre a las medidas del multímetro. - El valor de las resistencias no coincide completamente con el código de colores, ya que para el fabricante es imposible hacer dos iguales o con absoluta precisión, por ello la última banda corresponde a un porcentaje de tolerancia, que indica un punto medio en el rango de valores dentro del que se encuentra la resistencia. - En cuanto a la incertidumbre es posible concluir que, a pesar de existir diversas causas de error, los valores obtenidos en esta práctica fueron lo suficientemente precisos brindando un buen resultado, ya que a través de la incertidumbre absoluta de cada medición se obtienen valores muy similares, demostrando que el margen de error de las medidas comparadas en el laboratorio es mínimo. - El mejor dispositivo para realizar las mediciones de las variables eléctricas es el multímetro digital, debido a la facilidad de interpretación de la medida y los pequeños valores de incertidumbre. brindando una mayor confianza y fluidez de la práctica. BIBLIOGRAFÍA - “Código decolores de Resistencias Eléctricas” [en línea] [Consultado: 20 de agosto del 2019]. Disponible en internet: https://kolwidi.com/blogs/blog-kolwidi/codigo-de- colores-de-resistencias-electricas - “IEC 60062: 2016 Norma que especifica códigos de marcado para resistencias y condensadores”. [Store online]. [Consultado: 20 de agosto del 2019]. Disponible en internet: https://webstore.iec.ch/publication/65655 - “El Multímetro” [en línea]. Universidad del País Vasco. [Consultado 20 de Agosto, 2019]. Disponible en internet: http://www.ehu.eus/rperez/TE1/docu/multimetros.pdf - La incertidumbre en la medida de una magnitud y el método de Montecarlo:[en línea]. [Consultado: 20 de agosto del 2019]. Disponible en Internet: http://www.tecnicaindustrial.es/TIFrontal/a-4956-la-incertidumbre-medida-magnitud- metodo-montecarlo.aspx https://kolwidi.com/blogs/blog-kolwidi/codigo-de-colores-de-resistencias-electricas https://kolwidi.com/blogs/blog-kolwidi/codigo-de-colores-de-resistencias-electricas http://www.ehu.eus/rperez/TE1/docu/multimetros.pdf http://www.ehu.eus/rperez/TE1/docu/multimetros.pdf
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