INTRODUCCION

En la práctica aprendimos a medir los valores de una resistencia, tanto por sus colores, como de

igual manera lo aprendimos hacer con un multímetro; en el multímetro aprendimos las distintas

funciones que puede realizar y que varían de acuerdo al modelo.

Conocimos como fluye la corriente a través de un protoboard y a su vez conectamos un circuito en

serie y en paralelo. Que el voltaje, la corriente y la resistencia eléctrica son los parámetros básicos

de todo circuito eléctrico y electrónico. La manipulación de estos parámetros de manera controlada

nos permite utilizar dichos circuitos para representar y transmitir información.

Corriente Eléctrica

Como sabemos en un conductor existen cargas eléctricas libres, si aplicamos un campo eléctrico

en el interior del conductor, el campo eléctrico actúa sobre las cargas libres poniéndolas en

movimiento. Decimos que se estableció una corriente eléctrica en el conductor.

Existen conductores sólidos (metales), líquidos (electrolitos) y gaseosos. En los metales la

corriente eléctrica está dada por los electrones libres, en los electrolitos por iones positivos y

negativos y en los gases existen los dos casos. El movimiento de estos naturalmente es en

desorden, pero a través del campo eléctrico el movimiento es ordenado, los iones negativos y los

electrones libres se mueven en sentido contrario al vector del campo eléctrico y los iones positivos

en el sentido del vector del campo eléctrico. Sin embargo, es un hecho experimental que el

movimiento de una carga negativa en un sentido es equivalente al movimiento de una carga

positiva del mismo valor en sentido contrario. La corriente de carga positiva que substituye a la

corriente real se denomina corriente convencional (cargas positivas) que se mueven en sentido del

vector del campo eléctrico.

Intensidad de corriente

Es una medida de la cantidad de carga que pasa por unidad de tiempo a través de una sección del

conductor, esto es: I = ∆Q / ∆t

Esto nos dice que cuando en un hilo metálico tenemos una corriente i = 1Amperio, en cada

segundo pasa una carga ∆Q = 1 Coulomb a través de una sección de este hilo.

Corriente Continua y Corriente Alterna

En una corriente continua, las cargas se desplazan siempre en un sentido único, el vector del

campo eléctrico apunta siempre en el mismo sentido. En una corriente alterna cambia

periódicamente el sentido de este vector.

Resistencia

Si se aplica una diferencia de potencial Vab a los extremos de un alambre conductor, uniéndolos

por ejemplo a las terminales de una batería. El Voltaje Vab originara una corriente i a través del

conductor. Para un valor dado del Voltaje aplicado, la corriente i dependerá de varios factores

relacionados con el conductor, como su largo, el área de su sección recta y del material que

constituye el alambre.

Las cargas móviles que constituyen la corriente eléctrica aceleradas por el voltaje Vab, efectuaran

choques contra los átomos o moléculas del conductor, formando una determinada oposición del

alambre al paso de la corriente a través de el. Una medida de la mayor o menor oposición que el

trecho ab hace al paso de la corriente es la resistencia (R) del conductor, definida como:

R = Vab / i entonces Vab = R*i. En el SI, la unidad de R es 1 V/A = ohm = 1Ω

Resistores en serie.

Se dice que dos o más elementos están en serie si ellos solamente tienen un punto en común el

cual no se encuentra conectado a un tercer elemento.

Resistores en paralelo

Es aquella conexión en la cual la corriente puede dividirse entre dos o más elementos pues se

encuentran conectados a dos puntos comunes en el circuito.

LED

Un led es un componente electrónico cuya función principal es convertir la energía eléctrica en una

fuente luminosa, la palabra led proviene del acrónimo ingles Light Emmiting Diode o diodo emisor

de luz.

Específicamente un led corresponde a un tipo especial diodo el cual transforma la energía eléctrica

en luz, su principio de funcionamiento se basa en la emisión de fotones (luz) cuando los electrones

portadores de la electricidad atraviesan el diodo, dicho fenómeno se conoce como

electroluminiscencia.

Aunque el principio de funcionamiento es el mismo, la electroluminiscencia, tenemos que

diferenciar los leds de los oleds, estos últimos incorporan en su estructura compuestos orgánicos e

incluso polímeros, mientras que los primeros están compuestos únicamente por compuestos

semiconductores inorgánicos.

DESARROLLO EXPERIMENTAL | Reporte Practica 1 | Instrumentos de Medición

Objetivos:

a) Conocer y utilizar el protoboard para implementar circuitos sencillos.

b) Conocer y utilizar las funciones básicas del multímetro digital (DMM: Digital Multi Meter) para

medir voltajes, corrientes y resistencias.

c) Entender en qué consisten las fuentes conectadas en serie y en paralelo.

d) Aprender a realizar medidas de resistencia, voltaje y corriente.

Material:

Protoboard mediano.

Multímetro.

Vernier digital.

Dos pilas de 1.5 volts tamaño "AA" o un cargador de celular.

Portapilas para las 2 baterías de 1.5 volts o un cargador de celular

Cuatro alambres de 5cm UTP con las puntas peladas.

Cuatro resistencias distintas, 1/4 de watt.

Dos caimanes

3 LED

Experimento 1 | Conocimiento del Multímetro

1.1

¿Cuál

es

la

marca y el modelo del multímetro que

estás utilizando?

Utilizamos un multímetro de la marca Steren modelo MUL- 010

1.2 ¿Qué debe hacer para encender el multímetro?

Se debe de girar la perilla para encender y funciona por medio de una batería de 9V

1.3 ¿Cuántas y cuáles son las posiciones del multímetro para medir voltajes de corriente

directa (V DC)?

Son cinco posiciones las cuales son: 1000 volts, 200 volts, 20 volts, 2000 mVolts y 200 mVolts.

1.4 ¿Cuántas y cuáles son las posiciones del multímetro para medir corrientes de DC (A

DC)?

Son 4 posiciones las cuales son: 200 µAmperes, 2000 µAmperes, 20 mAmperes y

200 mAmperes.

1.5 ¿Cuántas y cuáles son las posiciones del multímetro para medir resistencias (Ohms)?

Tiene cinco posiciones las cuales son: 2000 kOhms, 200kOhms, 20 kOhms, 2000 Ohms, 200

Ohms.

1.6 ¿Qué otras funciones y posiciones tiene el multímetro que estás usando?

Medición de Voltaje alterno ACV con dos posiciones de 750 V y 200 V. medición de

transistores HFE con una sola posición (transistores NPN y PNP). Medición de diodos con una

sola posición →.

Experimento 2 | Mediciones de voltajes

1.- Mida el voltaje de dos pilas AA con un multímetro y registre V1, V2. Recuerda que un

voltímetro se conecta en paralelo, por lo que no es necesario abrir el circuito.

Nuestra medición con el multímetro es: V1= 1.5 V y V2= 1.41 V

2.1.- Conecte las dos pilas en serie como lo muestra el siguiente diagrama.

2.2.- Con un multímetro mide el voltaje V en los extremos A y B

Se conectaron las pilas en serie y se midió

el voltaje dándonos una medición de: 3 V.

3. Compare V con Vt = V1+ V2.

V = 3 V | Vt = 1.5 V + 1.41

| Vt = 2.91 V

Se compararon las mediciones de los voltajes y se tuvo una diferencia, esto se puede deber a que

el medio ambiente afecta las mediciones y también nuestras manos afectaron las mediciones.

4. Preguntas

1.- ¿Qué sucede si se intercambian las puntas del multímetro al hacer la medición?

Nos muestra la misma medición pero con signo contrario

2.- ¿Si existe alguna diferencia entre V y Vt, explique a que se debe?

Si, se compararon los voltajes y se tuvo una diferencia, esto se debe a que el medio ambiente

afecta las mediciones y también nuestras manos afectaron

3.- Dibuje un diagrama en donde se indique como se conectarían cuatro pilas en serie.

Diagrama de las pilas en serie

Experimento 3 | Funcionamiento del Protoboard

Con el fin de entender el funcionamiento del protoboard realizaremos lo siguiente:

a) Conecte 3 led en serie y aplique un voltaje de 3 volt.

¿Qué pasa si se quita uno de los leds del circuito?

Si se quita uno de los leds del circuito se apaga porque ya no puede seguir la corriente.

b) Ahora conecte los 2 led en serie y aplique el mismo voltaje. Anote sus observaciones

sobre la luminosidad.

Aumento la luminosidad de los leds.

c) Ahora conecte 4 led en paralelo. Anote sus observaciones sobre la luminosidad.

Se observo que la luminosidad de los cuatro led con el mismo voltaje no es la misma que con

los 3 led.

¿Qué pasa si se quita uno de los leds del circuito?

Al retirar uno de los leds no se pierde la luminosidad de los leds del circuito.

Preguntas.

1.- ¿Si tengo un foco de 100 volt, cuantas pilas de 5 volt necesito para que este se prenda?

Para encender un foco de 100 volts necesitamos conectar 20 pilas de 5 volts.

2.- ¿Los focos de su casa están conectados en serie o en paralelo con la fuente?, explique.

Los focos de la casa están conectados en paralelo ya que si se funde una de los focos no se

interrumpe la luminosidad de los demás.

Experimento 4 | Resistividad y Resistencia

De la teoría microscópica de la resistencia eléctrica, se sabe que la resistencia se define a

través de la relación:

Donde ρ es la resistividad medida en Ohm-metro, L es la longitud del alambre en metros y A

es el área de sección transversal del alambre en metros cuadrados.

a) Calcula la resistencia de una puntilla de lapicero midiendo su longitud y área de sección

transversal. Usa un vernier para medir el diámetro de la puntilla.

ρ del grafito es: 3.5x10-5 Ohm-metro

L de la puntilla es: 0.06m

A de la puntilla es: 9.46x10-5

Teniendo los datos calculamos la resistencia de la puntilla y nuestro resultado fue:

R=(3.5 x10−5Ohm−metro)(0.06m)

9.46 x10−5=0.022198Ohms

b) Mide la resistencia de la puntilla con tu multímetro.

El multímetro lo utilizamos en la posición de resistencia y dio una medición de: 0.02 ohms

Calcula el error entre la resistencia calculada y medida usando la expresión

e%=(|R´-R|/R)*100%

Nuestro resultado fue e%=1.00x10-1

c) ¿A qué crees que se deba dicha diferencia?

La posible causa a la medición del error encontrado es que el multímetro manejado no se

encuentra bien calibrado, y que también nuestras manos afectaron las mediciones.

Experimento 5 | Medidas de resistencia

Para 5 resistencias diferentes

a) Utilice el voltímetro para medir los ohm´s de una resistencia R’

b) Determine los ohm´s de la resistencia R utilizada con el código de colores.

i) Calcule e% y diga el porqué de esta diferencia.

ii) Realice lo mismo que los pasos anteriores para cinco resistencias diferentes y

llena la tabla siguiente.

R` R e%=(|R´-R|/R)*100%

994 Ohms 1000 Ohms 0.6 %

326 Ohms 330 Ohms 1.212 %

218 kOhms 220 kOhms 0.909 %

470 Ohms 470 Ohms 0 %

553 Ohms 560 Ohms 1.25 %

Respecto a la medición del error encontrado puede ser debido a que el multímetro manejado no se

encontraba bien calibrado, y que también nuestras manos afectaron al momento de realizar las

mediciones.

Experimento 6 | Medidas de corrientes

Con el fin de llevar a cabo lecturas de corriente arme un circuito como el siguiente.

Recuerda que para conectar un amperímetro, éste debe conectarse en serie, lo que implica

abrir el circuito.

Nota: Utiliza cualquier tres resistencias distintas que tengas a tu disposición y tus baterías o

cargador.

Mide I, I1, I2 e I3. Calcula I’= I2 + I3, verifique que I’=I. Calcule el error porcentual y explique

las posibles causas de estos errores.

DESARROLLO EXPERIMENTO 6

I1= 19 mA I2 = 15.4 mA I3 = 8.7mA

I = I1+ I2+ I3 I = 19mA+ 15.4mA+ 8.7mA I = 43.1mA

Corriente medida con el Multimetro I´= 42mA

Comparación de las mediciones

I=I´

43.1 mA =/= 42 mA

Que nuestras manos afectaron tal vez las mediciones y también nuestro multímetro empezó a fallar

debido a que se bajó la energía de la batería con que funcionaba.

Error porcentual

e%=¿

Tarea de investigación

Generación de corriente eléctrica

Se puede generar corriente eléctrica de distintas maneras, la naturaleza es una gran portadora de

energía, desde la fotosíntesis, las olas, el sol, el aire, etc. El cuerpo humano también es generador

de corriente eléctrica ejemplo de ello son los llamados toques que se producen cuando se toca

algún otro cuerpo que genere electricidad. A continuación se verán ejemplos de lo ya dicho:

Arneses pelamis y olas para generar electricidad: Se desarrolló una turbina similar a las

turbinas de aire, con la cual se genera electricidad por medio de las olas, esta turbina tiene

una instalación típica de 30 mega watts que ocupa un kilómetro cuadrado de océano que

provee suficiente electricidad para 20,000 casas.

Energía Solar: La energía solar viene directamente del sol. Esta energía maneja las

estaciones del año y el clima, ayuda prácticamente a toda la vida en la tierra. El calor y la

luz provienen del sol, las fuentes basadas en energía solar tales como, el viento y la fuerza

de las olas, la hidroelectricidad y la biomasa, se suma a la mayoría de las corrientes

disponibles de energía renovable.

Las tecnologías de energía solar, atrapan la energía del sol para fines prácticos, estas

tecnologías datan desde principios de los griegos, los nativos americanos y los chinos,

quienes calentaban sus edificios orientándolos hacia el sol.

Las tecnologías solares modernas nos proveen de calor, luz y electricidad. La potencia del

sol se utiliza como un sinónimo de energía solar o más específicamente se refiere a la

conversión de la luz del sol en electricidad. Esto puede hacerse de dos maneras, a través

del efecto fotovoltaico o por calor transferido a un fluido para producir vapor que manejara

un generador.

Celdas Fotovoltaicas (PV): Una celda fotovoltaica es un diodo semiconductor

especializado que convierte la luz visible en corriente directa. Algunas celdas fotovoltaicas

pueden también convertir los rayos infrarrojos o la radiación ultravioleta en electricidad las

celdas PV son parte integral de los sistemas de energía solar los cuales están

incrementándose de manera importante como fuentes alternativas de utilidad de energía.

La energía eólica: Es la energía obtenida del viento es decir, aquella que se obtiene de la

energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire y así mismo las vibraciones

que el aire produce.

Central Hidroeléctrica: Es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica

mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa

situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubería de descarga a la

sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidráulica se produce la

generación de energía eléctrica en alternadores.

Central termoeléctrica: Es una instalación industrial empleada para la generación de

energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante

la combustión de algún combustible fósil como petróleo, gas natural o carbón.

Capacitor

Un condensador o capacitor es un dispositivo utilizado en electricidad y electrónica, capaz de

almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Aunque desde el punto de vista físico un

condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente;

al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como capaz de almacenar la energía

eléctrica que recibe durante la carga, a la vez que la cede de igual forma durante la descarga.

Usos y Aplicaciones del capacitor:

En el caso de los filtros de alimentadores de corriente se usan para almacenar la carga, y

moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada.

También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente alterna pero no

corriente continua.

Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia, permitiendo la

construcción de filtros de muy baja frecuencia.

Circuitos temporizadores.

Filtros en circuitos de radio y TV.

Fuentes de alimentación.

Arranque de motores.

Apoyo energético

Muchos proyectos en ingeniería, como el diseño de elevadores, requieren de ciclos donde en una

etapa se requiera una baja descarga de energía y otros de una alta descarga (como cuando el

elevador desciende y asciende). Esta demanda requiere de sistemas que permitan una regulación

precisa de la energía suministrada y una alta capacidad de almacenamiento de energía. De esta

manera los supercondensadores suministran la energía necesaria para subir el elevador sin

necesidad de sobrecargar la red eléctrica.

Almacenamiento de energía: Uno de los usos más extendidos de supercondensadores

es su uso en sistemas microelectrónicas, memorias de computadoras y relojes y cámaras

de alta precisión. Su uso permite mantener el funcionamiento de los dispositivos durante

horas e incluso días.

Aplicaciones de energía solar: En aplicaciones de energía solar es necesario estabilizar

la tensión suministrado por las fotoceldas, por lo que se utilizan supercondensadores de

2400 F dispuestos en paralelo para estabilizar el suministro de energía eléctrica. De las

fotoceldas generalmente se traslada la diferencia de potencial a una válvula de regulación

de descarga ácida. Actualmente se estudia la manera de controlar la tensión a través de un

banco de supercondensadores que permite disminuir los picos de tensión y proveer una

corriente constante de 1.37 A por 45 segundos cada hora, gracias al almacenamiento de

energía en el condensador y su liberación estable en un circuito equivalente RLC.

Resistencia

Una resistencia o resistor es un elemento que causa oposición al paso de la corriente, causando

que en sus terminales aparezca una diferencia de tensión (un voltaje).

Existen diversos tipos de resistencias eléctricas industriales que cuentan con una amplia

aplicación, entre las que se encuentran:

Resistencia de película de carbón. Aplicaciones típicas: En una gran variedad de

circuitos electrónicos desde audífonos hasta computadoras, desde equipo de

telecomunicaciones a radios portátiles.

Resistencias de cartucho de alta densidad. Aplicaciones típicas: Principalmente para

ser introducidas en un barreno en un metal sólido, para calefacción localizada en los

procesos que exigen control riguroso de temperaturas tales como: moldes, cilindros,

etiquetado, estampado en caliente, sellado de bolsas, equipo de empaque y medicinales,

extrusoras e inyectoras para plásticos Así mismo para calentar gases y líquidos.

Resistencias de banda aislada con mica. Aplicaciones Típicas: Utilizada en operaciones

que requieren calefacción de superficies cilíndricas tales como: cañones de los extrusores

de plástico, máquinas inyectoras y de soplado de plásticos, tanques de almacenamiento,

barriles, envases de calentar alimentos, autoclaves y equipos de moldeo por soplado.

¿Cuáles son las componentes de una fuente de voltaje directo?

Fuente de voltaje directo: Adapta un voltaje AC o alterno a un patrón directo, o sea de polaridad,

voltaje e intensidad fijos a la salida con un polo positivo y uno negativo. Para ello adapta primero el

voltaje a través de un transformador o resistor, después ya con el voltaje adecuado, lo hace pasar

por un grupo de diodos (uno, dos o cuatro diodos en disposición específica) para permitir pasar

hacia una sola salida las partes de voltaje positivo y dejar otro polo como referencia, tierra o

negativo. El voltaje finalmente se regula con capacitores o reguladores con circuito integrado para

eliminar variaciones de tal voltaje.

Las partes de una fuente de voltaje directo:

1) Entrada de voltaje que es el cable de conexión a la pared y tal vez un capacitor para eliminar

señales adicionales no útiles y también un protector de alto voltaje que sirve para protección contra

descargas.

2) Adaptador de voltaje: transformador, resistores

3) Rectificador: uno a 4 diodos ya sea serie, paralelo o en puente

4) Regulador de voltaje: Capacitor electrolítico, diodo zener con transistor o circuito integrado.

Conclusión:

Al realizar las diferentes actividades en el laboratorio, logramos familiarizarnos con el multímetro y sus distintas funciones, así como, las mediciones de voltaje, corriente y resistencia, además, aprendimos a conectar circuitos en serie y paralelo utilizando el protoboard.

BIBLIOGRAFÍA

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