Fuerza Electromotriz & Resistencia Interna De Una Pila.

CENTRO DE CIENCIA BÁSICA ESCUELA DE INGENIERÍA UPB FÍSICA II: Fundamentos de Electromagnetismo

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PRACTICA 5: FUERZA ELECTROMOTRIZ Y RESISTENCIA INTERNA DE UNA PILA 1.1 OBJETIVO GENERAL Utilizar un circuito resistivo sencillo para medir la resistencia interna de una fuente de voltaje y diferenciar los conceptos de fuerza electromotriz y diferencia de potencial. Además estudiar lascaracterísticas del circuito en cuanto a las relaciones de corriente resistencia y voltaje. 1.2 Específicos: Adquirir habilidad en el manejo de los instrumentos de medición eléctricos como amperímetro, voltímetro y ohmetro Aplicar la ley de ohm a un circuito resistivo Encontrar mediante análisis gráfico la ecuación empírica del circuito resistivo Verificar experimentalmente la relación entre voltaje ycorriente en una resistencia. Comprobar las reglas de Kirchhoff 2. PREINFORME 2.1 Base Teórica Antes de realizar la práctica se deben tener claros los siguientes conceptos: • Fuerza electromotriz y resistencia interna de una fuente de voltaje • Resistencia eléctrica, corriente y diferencia de potencial • Factores que determinan la resistividad y conductividad eléctrica de un material • Resistenciaequivalente de conexiones de resistencias en serie y en paralelo • Circuito eléctrico • Ley de ohm y reglas de Kirchhoff • Cómo utilizar los medidores de corriente, voltaje y resistencia. 2.2 Ejercicios a realizar antes de la práctica 2.2.1. Encontrar las resistencias equivalentes de las conexiones mostradas en la figura 1, si cada resistencia R tiene un valor 100 Ω:

FIGURA 1

2.2.2. Encuentre laecuación del circuito esquematizado en la figura 2. 3. MATERIALES Y EQUIPOS: Para la práctica se requiere:
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• • • • • •

Pila seca o batería Reóstato de 100 Ω a 5 amperios Resistencias de 220, 470 y 2 de 1000 Ω Multímetro digital Soporte para la pila Fuente de voltaje continuo (dc)

• •• •

Amperímetros de aguja con escala de 300 mA para voltajes dc Interruptor de cuchilla Cables Board y cables para su conexión

4. MONTAJES NOTA: Antes de cerrar el interruptor haga revisar el montaje por el profesor Haga las lecturas en forma rápida para evitar el desgaste innecesario de la pila y cuando no este tomando datos abra el interruptor. 4.1. Haga el montaje que se muestra en lasiguiente figura 2:

A RI Vo Vab R

S FIGURA 2

4.1.1. Explicación del montaje 1 y recomendaciones: En la figura 2 se muestra el esquema del circuito de la práctica. En este se muestra la pila con su respectiva resistencia interna, RI, el interruptor S, el voltímetro (Vab) y el amperímetro (A). 4.2 Haga uno a uno los montajes que se ilustran en la figura 3

A Vo R1 Vo A R2 R3 VR Vo R1 R2 VRSERIE

PARALELO S

S

2

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A R1 R2
V

3

R3

VR

MIXTO

S

Figura 3. En la figura 3, Va representa la fuente de voltaje D.C., A el amperímetro, R la resistencia y VR el voltímetro. 5. PROCEDIMIENTO 5.1 Fuerza Electromotriz y Resistencia Interna de la Pila Antes de conectar elmontaje de la figura 2 verifique con ayuda del ohmetro los valores máximos y mínimos de la resistencia variable (reóstato), y ubique la posición del cursor para que la resistencia sea de 5 Ω. Ahora cambie de escala el multímetro y mida el valor de la diferencia de potencia entre los extremos de la pila (Vo), recuerde que este dato se toma sin resistencia externa. ¿A qué parámetro de la pilacorresponde este dato? Para estimar el orden de magnitud de la máxima corriente que logra en su circuito, reemplace en la Ley de Ohm R = 5 Ω y como voltaje V0. Esto le permite estar seguro que la escala de 300 mA es la más apropiada para el amperímetro. Haga todas sus medidas en esta escala. Arme el circuito con el interruptor abierto y los medidores tal y como se ven en el esquema. Por conveniencia...