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Circuitos de CC Medición de V, I y R
Objetivo
Investigación de la dependencia entre la corriente y la tensión aplicadas a diversos dispositivos eléctricos: metales puros, aleaciones, semiconductores, electrolitos, etc. Estudio de distintos métodos de medición de resistencias: a) usando voltímetros y amperímetros, b) usando óhmetros.

I Actividad 1
Ley de Ohm

Ø Investigación de lascaracterísticas Voltaje-Corriente (V-I) de una
resistencia R. En este caso se propone investigar la dependencia de la corriente I que pasa por una resistencia con la tensión V aplicada a la misma, usando amperímetros y voltímetros para medir estas magnitudes físicas. El circuito sugerido es el que se muestra en la Figura 1. Se propone realizar este estudio para por lo menos dos de los siguientesdispositivos: i) Resistencia de aleación (por ejemplo NiCr) de aproximadamente 10W y 10Watt. ii) Lámpara de Neón. iii) Lámpara de luz de aproximadamente 50W @24 V o 25W @ 12 V o 100W @ 220 V.

Ø Para cada uno de los sistemas estudiados, varíe la tensión aplicada y
registre los valores de V e I para cada valor de la misma. Grafique I vs. V. ¿Qué relación encuentra entre I y V?. Grafique el cociente V/Ivs. V. ¿Qué puede concluir de estos gráficos?

Física Interactiva - S. Gil y E. Rodríguez

1

Ø Si la relación entre V e I es lineal, se dice que para este dispositivo eléctrico
vale la ley de Ohm
[1,2,3]

. Obtenga el valor de la resistencia R=V/I, usando el
[4,5].

método de cuadrados mínimos

Calcular R para cada par de valores V e I

y luego aplicar la teoría de errores quese aplica a una magnitud que se mide n-veces. Discuta el procedimiento más adecuado para calcular R y ∆R.

Figura 1. Circuito básico para la medición de tensión, V, y corriente, I, a través de una resistencia, R.

Nota: Arme el dispositivo experimental indicado, pero no aplique tensión (no conecte la fuente o encienda la misma) h asta que un docente revise el circuito y lo autorice a realizarla conexión.

Ø Mida el valor de R usando el óhmetro de un multímetro (tester). Compare y
discuta las ventajas de este método de determinar R usando este método con el usado anteriormente. ¿Cómo acota el error en R en este caso?

Ø Discuta los errores sistemáticos que introducen los instrumentos al medir R
usando el método propuesto antes. Comente cómo deben ser los valores de lasresistencias internas de los instrumentos usados de modo de minimizar los errores sistemáticos que los mismos introducen[4,5]. Indique cómo modificaría el circuito de la Figura 1 si la resistencia a determinar fuese: i) R ≥10 MΩ, ii) R ≤ 5 Ω.

Física Interactiva - S. Gil y E. Rodríguez

2

Ø Si dispone de una computadora con un sistema de toma de datos, evalúe la
posibilidad de usar dos canales paramedir simultáneamente la corriente y la tensión de circuito de la Figura 1 para verificar si el sistema en estudio obedece la ley de Ohm. En este caso es preciso recordar la diferencia entre mediciones de tensión en modo común y en modo diferencial. En modo común (el usual de la mayoría de los sistemas de tomas de datos, la tierra es la misma para todos los canales. Por consiguiente, no esposible tomar las tensiones de dos elementos en serie. Para realizar la medición de dos elementos en serie de una red hay que medir en modo diferencial, por ejemplo, con un amplificador diferencial en cada canal se mide sólo la diferencia de tensión entre las terminales como si fuese un multímetro portátil.

Nota: Sobre la fuente de t nsión variable - Si bien las fuentes de tensión variable son edispositivos comunes casi todos los laboratorios actuales, también es posible construir una fuente de tensión variable a partir de una fuente de tensión fija y un divisor de tensión resistivo. El circuito se ilustra esquemáticamente en la Figura 2.

R1

ε0
R2 V

Figura 2. Fuente de tensión variable a partir de una fuente de tensión fija. Es fácil probar que en este caso que:

Física...
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