Circuitos Y Medidas Básicas - Física 21

Pr´ctica 1 a Circuitos y Medidas B´sicas a

Septiembre 2009

Objetivos
Verificar experimentalmente que la resistencia total Rtotal en un circuito en serie es igual a la suma de los valores de las resistencias en serie. Verificar experimentalmente que la resistencia total Rtotal de las resistencias conectadas en paralelo viene dada por el inverso de la suma de las rec´ ıprocas. Utilizar losinstrumentos adecuados para medir el voltaje, la corriente y la resistencia de un circuito sencillo. Determinar el efecto de un re´stato y un potenci´metro en circuitos sencillos. o o

Descripci´n Experimental o
Se determin´ el valor de cuatro resistencias (R1 , R2 , R3 , R4 ) de acuerdo al c´digo de colores de cada una de o o ellas, y luego usando un mult´ ımetro, el cual fue utilizado comoohmetro, para comparar ambos valores. Se conectaron las resistencias en serie para medir la resistencia equivalente y compararla con la obtenida te´ricamente o (por medio del c´digo de colores), despu´s se repiti´ el procedimiento pero con las resistencias conectadas en paralelo. o e o Se instal´ un primer circuito que consist´ en una fuente de poder para corriente directa conectada a un amo ıa per´ımetro, seguida de una caja dec´dica con una resistencia de 150 Ω y un re´stato, usado como resistencia, el cual a o ten´ un volt´ ıa ımetro conectado a ´l, y finalmente regresaba a la fuente de poder; se midi´ el voltaje y la corriente del e o circuito variando las posiciones de resistencia m´ ınima, media y m´xima del re´stato; posteriormente se cambi´ la a o o fuente de poder, el volt´ ımetro y elamper´ ımetro para repetir el procedimiento anterior con corriente alterna. En el segundo circuito se utiliz´ el re´stato como potenci´metro, con la intenci´n de medir los voltajes del o o o o circuito con el cursor del re´stato en la posici´n m´ o o ınima, media y m´xima. a

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Resultados y Muestra de C´lculos a
Cuadro 1: Valor de las resistencias seg´n el c´digo de colores u o Color de labanda Significado de la banda Valor de la resistencia(Ω) Naranja 3 Naranja 3 Marr´n o ×10 Oro ±5 % 330 ± 5 % Azul 6 Rojo 2 Marr´n o ×10 Oro ±5 % 620 ± 5 % Gris 8 Rojo 2 Marr´n o ×10 Oro ±5 % 820 ± 5 % Marr´n o 1 Negro 0 Rojo ×102 Oro ±5 % 1000 ± 5 %

Resistencia R4

R5

R6

R7

Cuadro 2: Valor de las resistencias medidas con el ohmetro Resistencias Valor Error Porcentual Ω % R4 (320 ±20) 6 R5 (600 ± 50) 8 R6 (800 ± 50) 6 R7 (1000 ± 100) 10

Para calcular la resistencia total del circuito conectado en serie, se suman los valores de cada resistencia: Rtotal = R4 + R5 + R6 + R7 = = 320Ω + 600Ω + 800Ω + 1000Ω 2720Ω

El error de Rtotal viene dado por la suma de los errores de cada una de las medidas: ∆R = = (20 + 50 + 50 + 100)Ω 220Ω

Rtotal = (27 ± 2) × 102 Ω El valor de laresistencia total del circuito conectado en serie, medida con el tester, fu´ de (28 ± 2) × 102 Ω. e El inverso de la resistencia total de un circuito conectado en paralelo, es igual a la suma del inverso de las resistencias del circuito: 1 Rtotal 1 1 1 1 + + + R4 R5 R6 R7 2

=

= =

1 1 1 1 + + + 350Ω 600Ω 800Ω 1000Ω 145,7Ω

Rtotal = (15 ± 1) × 10Ω La resistencia total del circuitoconectado en paralelo, medida con el tester, fu´ de (16 ± 2) × 10Ω. e El error absoluto de una caja dec´dica viene dado por ∆R = (0,005R + 0,1)Ω; para calcular el error porcentual a de diferentes resistencias se hace el siguiente procedimiento, siendo R = 106 Ω: ∆R (R ± ∆R) ε% = = = (0,005 × 106 Ω + 0,1) = 5 × 103 Ω (1000 ± 5) × 103 Ω 5 × 100 % = 0,5 % 1000

Se repiti´ el procedimiento para diferentesvalores y los resultados fueron: o Cuadro 3: Errores porcentuales para diferentes resistencias de una caja dec´dica a Valor Error Porcentual (Ω) ( %) 106 0,5 104 0,5 80 1 5 2

Cuadro 4: Valores de resistencia, voltaje y corriente en el Circuito 1. Usando corriente directa Resistencia Voltaje Corriente (±0,2V ) (±5mA) (15 ± 1Ω) 1 55 (160 ± 20Ω) 4,8 30 (350 ± 50Ω) 6,4 20

Cuadro 5: Valores de...