Boletín Practicas, nº7

Prácticas de Física. Sección bilingüe Gymnázium Budějovická. Curso 2010-11
Práctica 7: Mediciones y equipos eléctricos. Ley de Ohm, resistencia.
1 Material e instrumental de prácticas. Procedimientos y normas en
un laboratorio de electricidad.
1.1 Material e instrumental Utilizado
En esta práctica se va a utilizar el siguiente material:
Placa de Prototipado.
Cables con pinzas de Caimán
Resistencias
1.2 El multímetro (o polímetro).
1.2.1 Finalidad y descripción.
Baterías 3R12
Multimetro
El multímetro es un aparato utilizado frecuentemente
para llevar a cabo mediciones eléctricas tales como
voltajes, intensidades de corriente (Amperajes) y
resistencias. Existen básicamente 2 grupos de
multímetros los de funcionamiento analógico y los digitales.
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1.2.2 Partes y elementos de funcionamiento
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El aparato dispone de 5 modos de funcionamiento
bien diferenciados que son:
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1. Medidas de Voltaje en corriente continua (D.C.).
2. Medidas de Voltaje en corriente alterna (A.C.).
3. Medidas de Amperaje en corriente continua (D.C.).
4. Medidas de Resistencias.
5. Medidas de transistores.
fFigura 1: Multímetro digital.
6. Medidas de diodos.
En cada sección existen diferentes escalas de medición de acuerdo a las necesidades del
circuito.
PRECAUCIÓN: Para cualquier tipo de medición eléctrica debes VERIFICAR CUATRO
COSAS, ANTES DE SUMINISTRARLE CORRIENTE AL CIRCUITO PROBLEMA:
1. Ten en cuenta el tipo de medición eléctrica que vaya a realizar, ya sea voltajes, amperajes
o resistencias. Recuerda que para cada medición eléctrica, varía el modo de operación del
multímetro y la forma de conectarlo. A manera de repaso, recuerda los siguientes esquemas
eléctricos:
Medición de Voltajes: Multímetro conectado en Paralelo.
Medición de Corriente: Multímetro conectado en Serie.
Medida de resistencias: Multímetro conectado en Paralelo.
2. Ten en cuenta poner el selector del aparato de acuerdo a la medida que vayas a llevar a
cabo, teniendo la precaución de colocarlo en la escala más alta para cada selección.
(Voltajes, en corriente alterna (A.C.) o continua (D.C.), Amperaje en A.C. ó D.C. o
resistencias). Después de conectar la fuente de corriente se podrá ir disminuyendo la
escala hasta conseguir la más adecuada.
3. Verifica el tipo de corriente que proviene de la fuente de alimentación (baterías, red eléctrica,
etc).
4. Si notas que algo se calienta o huele “raro” desconecta inmediatamente el circuito.
Practica 7: Mediciones eléctricas. Ley de Ohm, asociación de resistencias 1

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1.3 BATERIA
En estas prácticas como fuente de alimentación de los
circuitos vamos a utilizar baterías o pilas comerciales de tipo
3R12 (4.5V). Estas baterías están compuestas internamente por 3
baterías de 1.5 voltios conectadas en serie. En algunas secciones
de las prácticas necesitaremos obtener distintos valores de
tensión o voltaje.
Como no disponemos de una fuente variable, para obtener
distintos valores, haremos lo siguiente: abriremos la “tapa” de la
pila de forma que tendremos accesibles las tres pilas interiores
conectadas en serie. Conectando una de las pinzas al terminal izq con la carcasa abierta).
negativo y la otra a las diferentes conexiones internas de la pila
podemos obtener tensiones intermedias de 1.5V 3V y 4.5V (valores nominales).
2 Realización de la práctica
Recoge el material que vas a utilizar en la práctica y que está indicado en la lista
anterior. Familiarízate con el, léete la sección 2 y atiende a las indicaciones y
explicaciones del profe (que siempre son sabias e iluminantes).
CONCEPTOS RELACIONADOS: Diferencia de potencial, resistencia, intensidad de corriente y
ley de Ohm.
2.1 Parte1: Medidas de tensión en circuito abierto. conexiones de baterías en
serie y paralelo.
1. Mida la diferencia de tensión en circuito abierto de
dos baterías diferentes. Anota estos valores.
2. Conecte las dos baterías en serie tal como indica la
+ _ + _ + _ figura 3. Mida la tensión entre los dos extremos de
la conexión. Anote el valor.
3. Abra la carcasa de una de las pilas, y tome
Figura 3: Tres Baterías conectadas en Serie medidas de la diferencia de tensión entre el
+ _
terminal negativo y los distintos terminales internos
de la batería. Anote los resultados.
4. Conecte 2 baterías en paralelo, según la figura 4. Y
anota la diferencia de tensión entre los terminales
comunes.
OJO!!!!!!! Nunca conectar el polo negativo de una
Batería con el positivo de la otra y viceversa
(cortocircuito)
+ _ Figura 2: Baterías 3R12 (la de la
Figura 4: 2 Baterías conectadas en
paralelo
Cuestiones:
5. Responde a las siguiente preguntas:
a. ¿Qué puedes decir de la tensión generada por
pilas conectadas en serie
b. ¿Y por baterías conectadas en paralelo
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2.2 Parte 2: Conductividad (resistividad) de distintos materiales. Ley de ohm:
1. Corriente máxima, limitación de corriente, mecanismos de protección :
Antes de montar el circuito de la figura, lee el párrafo siguiente y responde a la pregunta:
El multímetro que vas a usar acepta una I max de unos 400mA. Esto significa que si la
intensidad que entra al multímetro supera este valor se quemará (fundirá) el fusible de
protección que tiene en su interior y dejará de funcionar como amperímetro.
Experiencia: Para observar lo que ocurre en el interior del multímetro (o de cualquier otro
aparato electrónico). Vas a montar el circuito de la figura 6 (página 5), pero en lugar de grafito
conectaras un fusible (pojiska) de acción rápida de 50mA y no conectaras los multimetros.
Ojo! El fusible se fundirá enseguida, así que estate atento al experimento, porque sólo lo
puedes realizar una vez, antes de conectar el circuito –antes de cerrar el interruptorasegúrate
que todo está bien conectado (cada fusible cuesta 7,5 coronas así que no vamos a
estar repitiendo el experimento).
Cuestión: ¿Qué has observado ¿Qué ha ocurrido ¿Por qué crees que ha ocurrido
Para evitar el problema que acabas de observar, a partir de ahora vamos conectar una
resistencia de protección que limitará la corriente máxima que puede circular por el circuito.
Cuestión: ¿Teniendo en cuenta la tensión máxima que puede tener tu circuito ( 6V
) cuanto
tendrá que ser el valor mínimo de esta resistencia de protección para que la intensidad sea

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Conecta el circuito a las distintas tensiones internas de tu
conjunto de 2 baterías y para cada valor de tensión (1,5; 3;
4,5; 6; etc) toma los valores V e I a través del grafito.
Antes de empezar o terminar las mediciones mide las
dimensiones del grafito (longitud y diámetro) con un calibre
Completa la tabla anexa. Con los datos de esta tabla debes
confeccionar en Excel una gráfica con la recta de regresión de
estos puntos obtenidos experimentalmente. Una vez hecha
esta gráfica responde a las siguientes preguntas:
Cuestiones:
a. ¿Se ajustan bien los puntos a una recta (ley lineal)
¿Cuánto vale el coeficiente de correlación
V ( ………V) I ( ………mA)
b. ¿Cuánto vale la ordenada en el origen de la gráfica ¿y la pendiente
c. ¿Qué parámetro de la recta de regresión te da el valor de la resistencia ¿Cuanto vale la
resistencia del grafito según dicha recta
d. A partir de los datos de las dimensiones de la barrita de grafito, calcula la resistividad
del grafito.
4. Estimación de la resistencia de cable de cobre:
Sustituye el grafito por el cable de cobre y toma las medidas. En este caso nos
conformaremos con un par de valores.
Importante, precaución: La intensidad puede llegar a ser muy alta (debido a la baja R del
cable) así que no tengas el circuito conectado más que unos segundos para tomar la medida
y presta atención a la medida del amperímetro por si te acercas a los 400mA de límite (I max ).
Cuestiones:
a. ¿Cuánto vale la resistencia del cable de cobre (mídela a partir de la expresión de la ley
de Ohm R
V
, haz la media de los dos valores obtenidos para mejorar la medida)
I
V
( ………V)
I
( ………mA)
R (Ω)
Resistencia (valor medio):
b. A partir de las dimensiones del cable de cobre (longitud y diámetro) calcula su
resistividad ¿se aproxima al valor que tienes en las tablas de teoría vistas en clase
5. Estimación de la resistencia del filamento de una bombilla
Para este apartado vamos a cambiar un poco el circuito:
‐ Como resistencia de protección vas a conectar la
barra de grafito
‐ R x será la bombilla que vas a medir.
Importante, precaución: La intensidad puede llegar a
ser muy alta (debido a la baja R del grafito y de la
bombilla) así que no tengas el circuito conectado más
que unos segundos para tomar la medida y presta
atención a la medida del amperímetro por si te acercas a
los 400mA de límite (I max ).
+
–
v
Grafito
R x
A
V
Toma las medidas. En este caso nos conformaremos
con un par de valores.
Figura 6.
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Cuestiones: Completa la siguiente tabla y
responde:
a. ¿Cuánto vale la resistencia de la bombilla
(mídela a partir de la expresión de la ley de
Ohm R
V
I , haz la media de los dos
valores obtenidos para mejorar la medida)
V
( ………V)
I
( ………mA)
Resistencia (valor medio):
R (Ω)
6. Comprobación experimental de la conductividad de varios materiales:
Con el papel y la goma el circuito de la figura 5 –pag 4- (no hará falta resistencia de
protección)
Comprueba si el objeto conduce la electricidad y mide los valores de tensión y corriente
eléctrica a través de él.
Para el agua destilada y la disolución vas a montar un circuito
ligeramente diferente, ver figura
Como electrodos para la disolución puedes coger dos barras
de grafito
Observa la bombilla, mide y anota la corriente a través del
recipiente con agua destilada.
A continuación, ve añadiendo sal (cucharada a cucharada) y
ve anotando los datos de I y V a la vez que observas la
bombilla.
Como siempre ten la precaución de vigilar la intensidad por si
te acercas a los 400mA de límite (I max ).
Vacía el recipientes y repite el experimento con vinagre.
Cuestiones:
a. ¿Es buena conductora el agua destilada
(pura) ¿y el agua con electrolitos en
disolución ¿A que crees que se debe esto
b. ¿Notas algún cambio en la disolución mientras
circula corriente ¿Qué cambio ¿a que crees
que se debe
Por último, confecciona una tabla como la siguiente con todos los resultados obtenidos con
todos lo materiales probados en las secciones 3-6.
Material
Resistencia (si
procede)
“Cucharadas”
1 ”cucharada”
2 ”cucharadas”
……
+
–
v
I
( …mA)
Tipo de material
(buen/mal conductor,
aislante)
V
Grafito
R x
Figura 8.
V
( …V)
A
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2.3 Parte 3. Ley de ohm. Identificación y medición de valores de resistencias
comerciales
Objetivo: Conocer el código de colores e identificar valores de resistencias
comerciales. Comprobar la ley de Ohm en dichas resistencias.
1. Identificación de valores de resistencias comerciales.
En este apartado vas a medir o estimar el valor de una resistencia comercial de tres formas
diferentes:
• Valor nominal o teórico (según el código de colores, ver anexo al final)
• Valor experimental “directo” con el multimetro (posición Ω)
• Valor experimental “indirecto” usando la ley de Ohm
1. Coge varias resistencias de distintos valores.
2. Consulta el anexo (al final del documento) que explica el estándar de los códigos de
colores para resistencias y determina los valores teóricos (nominales) de las resistencias
y de sus tolerancias. Anótalos en una tabla.
3. Mide los valores de las resistencias con el polímetro (tienes que conectar sólo la
resistencia al multímetro con el selector en la posición Ω. Ojo! esto gasta corriente así que
no lo tengas mucho tiempo conectado así).
4. Monta el circuito según el esquema. Usando alguna
de las resistencias de 4watios de la sección anterior
(preferiblemente las de valores >1K Ω).
5. Utilizando una batería 3R12 con la tapa descubierta
aplica al circuito un par de valores de tensión. En
cada caso anota la los valores de la diferencia de
potencial V entre los polos de la resistencia y de la
intensidad que lo atraviesa.
6. Calcula el valor de la resistencia a partir de estos
valores de V e I ( R
V
I ,haz la media de los dos
valores obtenidos para mejorar la medida).
7. Completa la siguiente tabla y responde a las siguientes preguntas:
Código de colores
Valor nominal
(teórico)
Valor
experimental
(multímetro)
+
–
U– = 3...12
Valor
experimental (Ley
de Ohm)
Figura 9.
A
R x
Error %
R
Teor
R
Er exp x100
Rexp
V
¿Para cada resistencia coinciden los valores nominales y los medidos
experimentalmente (por ambos métodos)
¿Cual es el valor porcentual del error (diferencia entre valor nominal y el medido)
¿Está este error dentro del límite de tolerancia indicado por el código de colores
Practica 7: Mediciones eléctricas. Ley de Ohm, asociación de resistencias 6

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2.4 Parte 4: Asociación de resistencias
Objetivo
Estudiar y analizar los distintos tipos de asociaciones de resistencias. Comprobar
cuantitativamente el valor de la resistencia total de estas asociaciones.
Montaje 1: Resistencias en Serie
1. Monta el circuito según el esquema de la figura 6
usando alguna de las resistencias de 4watios de la
sección anterior (preferiblemente las de valores
>1K Ω). Hazlo al menos un par de veces con dos
resistencias de igual valor y con otras 2 de valores
distintos entre sí (pero que no sean muy diferentes,
con el mismo orden de magnitud).
2. Mide (si no lo has hecho antes) la resistencia de
cada una de las resistencias
3. Utiliza una bateria de 4.5 voltios. Mide la intensidad
y la tensión y a partir de esto datos determina la
resistencia total de la asociación en serie.
4. ¿Se ajusta al valor que predice la fórmula teórica.
R 1
+
–
U– = 3...12
V
R 2
A
Figura 10: 2 resistencias conectadas en serie
Montaje 2: Resistencias en paralelo
1. Monta el circuito según el esquema de la figura
7. Usando algunos pares de las resistencias
de 4watios de la sección anterior
(preferiblemente las de valores >1K Ω). Hazlo
al menos un par de veces con dos resistencias +
de igual valor y con otras 2 de valores distintos U– = 3...12
entre sí (pero que no sean muy diferentes, con –
el mismo orden de magnitud).
R 1 R 2 V
2. Mide (si no lo has hecho antes) la resistencia
A
de cada una de las resistencias
3. Utiliza una batería de 4.5 voltios. Mide la Figura 7: 2 resistencias conectadas en paralelo
intensidad y la tensión y a partir de esto datos
determina la resistencia total de la asociación en paralelo.
4. ¿Se ajusta al valor que predice la fórmula teórica.
Practica 7: Mediciones eléctricas. Ley de Ohm, asociación de resistencias 7

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ANEXO: Código de colores en las resistencias comerciales
Las resistencias (resistores) son fabricados en una gran variedad de formas y
tamaños. En los más grandes, el valor de la resistencia se imprime directamente en el
cuerpo de la resistencia, pero en las más pequeñas, esto no se puede hacer.
Sobre estas resistencias se pintan unas bandas de colores. Cada color representa un
número que se utiliza para obtener el valor final de la resistencia. Las dos primeras
bandas indican las dos primeras cifras del valor de la resistencia, la tercera banda indica
por cuanto hay que multiplicar el valor anterior para obtener el valor final de la
resistencia. La cuarta banda nos indica la tolerancia, es decir la posible desviación
máxima del valor real de la resistencia frente al valor nominal o teórico.
Color 1era y 2da banda 3ra banda 4ta banda
1era y 2da
Factor
cifra
multiplicador
significativa
Tolerancia %
plata 0.01 +/- 10
oro 0.1 +/- 5
negro 0 x 1 Sin color +/- 20
marrón 1 x 10 Plateado +/- 1
rojo 2 x 100 Dorado +/- 2
naranja 3 x 1,000 +/- 3
amarillo 4 x 10,000 +/- 4
verde 5 x 100,000
azul 6 x 1,000,000
violeta 7
gris 8 x 0.1
blanco 9 x 0.01
Ejemplo: Si una resistencia tiene las siguiente bandas de colores:
rojo amarillo verde oro
2 4 5 +/- 5 %
La resistencia tiene un valor de 2400,000 Ohmios +/- 5 %
El valor máximo de esta resistencia puede ser: 25200,000 Ω
El valor mínimo de esta resistencia puede ser: 22800,000 Ω
La resistencia puede tener cualquier valor entre el máximo y mínimo calculados
Nota: - Los colores de las resistencias no indican la potencia que puede disipar la misma. Ver
Ley de Joule. Cuando la resistencia tiene una quinta banda esta nos indica la confiabilidad
de ésta.
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