Contraste-Teoría de Errores (PDF)
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Mediciones Eléctricas I<br />
Ciclo Lectivo 2013<br />
www3.fi.mdp.edu.ar/electrica
UNIDAD TEMÁTICA I<br />
TEORIA<br />
DE ERRORES<br />
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TEORIA DE ERRORES<br />
Clasificación <strong>de</strong> los errores<br />
Groseros<br />
•Transposición <strong>de</strong><br />
cifras: 21.5 25.1<br />
•Leer en escalas<br />
incorrectas<br />
•Utilizar fórmula<br />
inapropiada<br />
•No efectuar el ajuste<br />
<strong>de</strong>l cero mecánico o<br />
infinito previo a la<br />
medición<br />
Sistemáticos<br />
Método empleado<br />
Instrumento<br />
Ten<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong>l Operador<br />
Condiciones ambientales<br />
Acci<strong>de</strong>ntales<br />
Paralaje<br />
Po<strong>de</strong>r separador <strong>de</strong>l ojo<br />
Apreciación<br />
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CONTRASTE Y<br />
VERIFICACIÓN DE<br />
INSTRUMENTOS<br />
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ELEMENTOS PATRONES<br />
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Elementos Patrones <strong>de</strong> Tensión<br />
-<br />
+<br />
E=1.0183V<br />
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Patrones <strong>de</strong> Resistencia<br />
P<br />
P<br />
C<br />
C<br />
P<br />
P<br />
C<br />
C<br />
Manganina: 84% Cu –12% Mn – 4% Ni<br />
Constantan: Ni - Mn<br />
<br />
<br />
4.10<br />
3<br />
<br />
Cu C<br />
<br />
<br />
6.10<br />
6<br />
<br />
Mn C<br />
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Patrones <strong>de</strong> Resistencia<br />
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Sistemas <strong>de</strong><br />
unida<strong>de</strong>s y patrones<br />
<strong>de</strong> medidas<br />
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Unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Base SI<br />
CANTIDAD SIMBOLO<br />
Longitud<br />
Corriente<br />
Temperatura<br />
Masa<br />
Tiempo<br />
l<br />
I, i<br />
T<br />
m<br />
t<br />
UNIDAD<br />
metro<br />
ampere<br />
kelvin<br />
kilogramo<br />
segundo<br />
ABREV.<br />
m<br />
A<br />
K<br />
kg<br />
s<br />
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Unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>rivadas SI<br />
Tensión<br />
V, v, E, e<br />
Carga<br />
Q, q<br />
Resistencia<br />
R<br />
Potencia<br />
P, p<br />
Capacitancia<br />
C<br />
Inductancia<br />
L<br />
Frecuencia<br />
f<br />
Flujo Magnético <br />
Densidad Flujo Mag. B<br />
volt<br />
coulomb<br />
ohm<br />
watt<br />
farad<br />
henry<br />
hertz<br />
weber<br />
tesla<br />
V<br />
C<br />
<br />
W<br />
F<br />
H<br />
Hz<br />
Wb<br />
T<br />
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Mediciones Eléctricas I<br />
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Cómo se <strong>de</strong>termina la<br />
clase <strong>de</strong> un instrumento?<br />
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c<br />
c<br />
U<br />
R<br />
<br />
A c<br />
A p<br />
( V<br />
m <br />
( V<br />
<br />
Valor<br />
V<br />
p<br />
)<br />
Alcance<br />
m <br />
V<br />
p<br />
máximo<br />
)<br />
máximo<br />
.100<br />
Fiduciario<br />
.100<br />
<strong>Contraste</strong><br />
<strong>Contraste</strong>: Ensayo para establecer<br />
la clase <strong>de</strong> un instrumento<br />
• Temperatura ambiente<br />
constante, llamada <strong>de</strong><br />
calibración (20 a 25ºC)<br />
• Reducción <strong>de</strong> campos<br />
magnéticos externos<br />
• Posición normal <strong>de</strong><br />
trabajo<br />
• c.a.: Sinusoidal, 50 Hz<br />
• Permanencia <strong>de</strong> las<br />
lecturas<br />
• Constancia <strong>de</strong>l cero<br />
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<strong>Contraste</strong><br />
-15<br />
1 A 100 V<br />
mV<br />
240 V<br />
0 +35<br />
50 mV<br />
• Escala lineal, alcance coinci<strong>de</strong><br />
con el valor máximo<br />
• Escala Ampliada, es el valor<br />
máximo<br />
• Cero al Centro: se suman los<br />
valores positivos y negativos<br />
• Frecuencímetro, valor<br />
máximo<br />
53 Hz<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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<strong>Contraste</strong> <strong>de</strong> Instrumentos<br />
V c<br />
[V]<br />
V p<br />
[V]<br />
E abs<br />
[V]<br />
C r<br />
[V]<br />
10<br />
20<br />
9,98<br />
20,05<br />
0,02<br />
-0,05<br />
-0,02<br />
0,05<br />
E Max<br />
1.8V<br />
u<br />
R 1<br />
R 2<br />
V p<br />
V C<br />
30<br />
40<br />
50<br />
60<br />
31,02<br />
39,50<br />
51,80<br />
59,00<br />
-1,02<br />
0,50<br />
-1,80<br />
1,00<br />
1,02<br />
-0,50<br />
1,80<br />
-1,00<br />
1.8V<br />
150V<br />
.100<br />
1.2%<br />
Datos:<br />
V c IPBM<br />
Alcance 150V<br />
C=?<br />
70<br />
80<br />
90<br />
100<br />
110<br />
120<br />
69,70<br />
81,10<br />
89,50<br />
99,60<br />
110,95<br />
119,95<br />
0,30<br />
-1,10<br />
0,50<br />
0,40<br />
-0,95<br />
0,05<br />
-0,30<br />
1,10<br />
-0,50<br />
-0,40<br />
0,95<br />
-0,05<br />
c 1.5%<br />
130<br />
129,20<br />
0,80<br />
-0,80<br />
140<br />
140,80<br />
-0,80<br />
0,80<br />
150<br />
148,75<br />
1,25<br />
-1,25<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Corrección<br />
Quebrada <strong>de</strong> Calibración<br />
Vc [V]<br />
10<br />
20<br />
30<br />
Cr [V]<br />
-0,02<br />
0,05<br />
1,02<br />
2,00<br />
1,50<br />
1,00<br />
40<br />
-0,50<br />
0,50<br />
50<br />
60<br />
70<br />
1,80<br />
-1,00<br />
-0,30<br />
0,00<br />
-0.25<br />
-0,50<br />
145<br />
V<br />
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150<br />
80<br />
90<br />
1,10<br />
-0,50<br />
-1,00<br />
100<br />
-0,40<br />
-1,50<br />
110<br />
0,95<br />
Valor Medido<br />
120<br />
-0,05<br />
130<br />
140<br />
-0,80<br />
0,80<br />
Lectura corregida:<br />
150<br />
-1,25<br />
145V<br />
0.25V<br />
144.75V<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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<strong>Contraste</strong> <strong>de</strong> Instrumentos: confiabilidad <strong>de</strong> la medición<br />
e%<br />
10<br />
9<br />
ei<br />
E<br />
% <br />
max<br />
V med<br />
.100<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Muy poco confiable Medianamente confiable confiable<br />
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100<br />
% Alcance<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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<strong>Contraste</strong> y clase <strong>de</strong> instrumentos<br />
•Campo Nominal <strong>de</strong> Referencia<br />
•Campo <strong>de</strong> Utilización<br />
15...45...65...70 Hz<br />
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Campo Nominal <strong>de</strong> Referencia-Utilización<br />
2c<br />
c<br />
-c<br />
15 45 65<br />
70<br />
Hz<br />
f<br />
-2c<br />
15<br />
Utilización<br />
Referencia<br />
45 65 70<br />
15...45...65...70 Hz<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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<strong>Teoría</strong> <strong>de</strong> <strong>Errores</strong><br />
PROPAGACIÓN DE ERRORES LÍMITES<br />
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Propagación <strong>de</strong> errores límites<br />
E<br />
I<br />
Iv Im Elim A<br />
A<br />
Medida Directa<br />
c<br />
Cota <strong>de</strong> Error<br />
Amperímetro – Alcance 10 A - c=0.5 – I medida =7.5A<br />
c.<br />
Alcance<br />
Emax<br />
0. 05A<br />
100<br />
I ( 7.5 0.05)<br />
A<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Propagación <strong>de</strong> errores límites<br />
Medida Directa<br />
Medida Indirecta<br />
E<br />
I<br />
E<br />
I<br />
R<br />
V<br />
A<br />
A<br />
Determinación <strong>de</strong> P=U.I<br />
Iv Im Elim A<br />
Iv Im Elim A<br />
Uv Um Elim v<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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w<br />
f u v<br />
Propagación <strong>de</strong> errores límites<br />
dw<br />
<br />
w<br />
u<br />
( , )<br />
dv<br />
du<br />
<br />
w<br />
v<br />
w<br />
<br />
w<br />
u<br />
u<br />
<br />
w<br />
v<br />
v<br />
<br />
E E ( ) E<br />
<br />
<br />
w<br />
w<br />
w u<br />
u v<br />
v<br />
<br />
<br />
E 1<br />
e E ( ) E<br />
w w <br />
w<br />
<br />
w w<br />
w u<br />
u v<br />
v<br />
<br />
<br />
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Problema 1<br />
Sobre una resistencia R = 200 1% , se mi<strong>de</strong>n<br />
separadamente corriente y tensión. La tensión medida<br />
con un voltímetro <strong>de</strong> clase 0.5 coincidió con el alcance<br />
<strong>de</strong> 100 V. El amperímetro <strong>de</strong> clase 1% midió 0,5 A en el<br />
alcance <strong>de</strong> 1 A.<br />
Analice y <strong>de</strong>termine la mejor ecuación para calcular el<br />
error relativo porcentual cometido en el cálculo <strong>de</strong> la<br />
potencia disipada sobre R causada por los errores <strong>de</strong><br />
clase <strong>de</strong> los instrumentos.<br />
A los fines prácticos consi<strong>de</strong>rar “i<strong>de</strong>ales” los<br />
instrumentos ( R 0,<br />
R ).<br />
Ew e 1 w<br />
w<br />
[( ) E ( ) E ]<br />
w<br />
a<br />
w<br />
v<br />
<br />
u<br />
u<br />
<br />
v<br />
v<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Problema 1<br />
P<br />
P<br />
P<br />
<br />
<br />
<br />
U.<br />
I<br />
R.<br />
I<br />
U<br />
R<br />
2<br />
2<br />
e<br />
e<br />
e<br />
1<br />
2<br />
3<br />
<br />
<br />
<br />
2.5%<br />
5%<br />
2%<br />
Mejor Solución<br />
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TEORÍA DE<br />
ERRORES<br />
ESTADÍSTICOS
<strong>Teoría</strong> <strong>de</strong> <strong>Errores</strong> Estadísticos<br />
<strong>Errores</strong><br />
Estadísticos<br />
<strong>Teoría</strong> <strong>de</strong><br />
Gauss<br />
Cuando<br />
disponemos <strong>de</strong><br />
un número<br />
consi<strong>de</strong>rable <strong>de</strong><br />
muestras<br />
<strong>Teoría</strong> <strong>de</strong><br />
Stu<strong>de</strong>nt<br />
Cuando por<br />
razones<br />
económicas la<br />
muestra está<br />
acotada en<br />
número<br />
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TEORIA DE ERRORES<br />
CASO I<br />
CASO II<br />
Medición <strong>de</strong> Capacitores<br />
Medición <strong>de</strong> Corriente <strong>de</strong> Corte<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Estudio Estadístico <strong>de</strong>l Error<br />
Estudio <strong>de</strong> los errores acci<strong>de</strong>ntales, que<br />
por sus características solo pue<strong>de</strong>n ser<br />
estudiados <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista<br />
estadístico.<br />
Las conclusiones a que se arriben han<br />
<strong>de</strong> tener en cuenta resultados con cierto<br />
grado <strong>de</strong> confiabilidad, don<strong>de</strong> nunca es<br />
posible alcanzar la certeza absoluta.<br />
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Estudio Estadístico <strong>de</strong>l Error<br />
Población=10.000 resistencias<br />
R 100<br />
=<br />
><br />
<<br />
100<br />
Muestra<br />
50 resistencias<br />
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Estudio Estadístico <strong>de</strong>l Error<br />
Valor Resistencia<br />
en <br />
Número <strong>de</strong><br />
Lecturas<br />
Frecuencia<br />
Relativa<br />
99,7 1 0,02<br />
99,8 3 0,06<br />
99,9 12 0,24<br />
100,0 18 0,36<br />
100,1 11 0,22<br />
100,2 4 0,08<br />
100,3 1 0,02<br />
50 1<br />
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Uso <strong>de</strong> Funciones en Excel: FRECUENCIA<br />
CTRL+SHIFT+INTRO<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Estudio Estadístico <strong>de</strong>l Error<br />
Número<br />
<strong>de</strong><br />
Lecturas<br />
Frecuencia<br />
Relativa<br />
0,40<br />
0,40<br />
0,35<br />
0,35<br />
0,30<br />
0,30<br />
1 0,02<br />
3 0,06<br />
12 0,24<br />
18 0,36<br />
11 0,22<br />
4 0,08<br />
1 0,02<br />
0,25<br />
0,25<br />
0,20<br />
0,20<br />
0,15<br />
0,15<br />
0,10<br />
0,10<br />
0,05<br />
0,05<br />
0,00<br />
0,00<br />
99,7 99,8 99,9 100 100,1 100,2 100,3<br />
99,7 99,8 99,9 100 100,1 100,2 100,3<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Estudio Estadístico <strong>de</strong>l Error<br />
0,40<br />
0,35<br />
0,30<br />
0,25<br />
0,20<br />
• Mayor ocurrencia <strong>de</strong><br />
sucesos en cercanías<br />
<strong>de</strong>l valor nominal<br />
• Distribución<br />
semejante a ambos<br />
lados <strong>de</strong> este valor<br />
central<br />
0,15<br />
0,10<br />
0,05<br />
0,00<br />
99,7 99,8 99,9 100 100,1 100,2 100,3<br />
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Postulados <strong>de</strong> Gauss<br />
• El valor verda<strong>de</strong>ro <strong>de</strong> un número muy gran<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> mediciones efectuadas en iguales<br />
condiciones, está dado por la media<br />
aritmética <strong>de</strong> las mismas.<br />
• Es igualmente probable cometer errores <strong>de</strong><br />
igual valor absoluto, pero <strong>de</strong> distinto signo.<br />
• Es tanto más probable cometer errores<br />
pequeños que gran<strong>de</strong>s.<br />
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Distribución normal o gaussiana<br />
• Está caracterizada por dos parámetros: la media, μ y la <strong>de</strong>sviación<br />
típica, σ.<br />
• Su función <strong>de</strong> distribución es:<br />
h<br />
<br />
y (<br />
e<br />
x)<br />
h<br />
2 x 2<br />
.<br />
h 1 2<br />
<br />
La curva normal adopta un número infinito <strong>de</strong> formas, <strong>de</strong>terminadas por<br />
sus parámetros μ y σ.<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Características <strong>de</strong> la distribución Normal<br />
• Tiene forma <strong>de</strong> campana, es asintótica al eje <strong>de</strong> las abscisas (para x = )<br />
• Simétrica con respecto a la media () don<strong>de</strong> coinci<strong>de</strong>n la mediana (Mn) y la moda (Mo )<br />
• Los puntos <strong>de</strong> inflexión tienen como abscisas los valores <br />
y<br />
( x)<br />
<br />
e<br />
2 2<br />
h h .( vv)<br />
<br />
<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
- <br />
<br />
, Mo, Mn<br />
+ <br />
+ <br />
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Características <strong>de</strong> la distribución Normal<br />
La curva normal adopta un número infinito <strong>de</strong> formas,<br />
<strong>de</strong>terminadas por sus parámetros y expresada por la función <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>nsidad: f(x) =<br />
1<br />
<br />
e<br />
1 v <br />
<br />
- <br />
2 <br />
2<br />
<br />
2<br />
<br />
don<strong>de</strong>:<br />
(media) y (<strong>de</strong>sviación típica) son parámetros <strong>de</strong><br />
la distribución<br />
v = valores observados <strong>de</strong> la variable en estudio<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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5<br />
TEORIA DE GAUSS<br />
10 <br />
20 30 40 50 60 70 80<br />
Curvas normales con distintas <strong>de</strong>sviaciones estándar<br />
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TEORIA DE GAUSS<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Distribución Normal<br />
Dado que tanto<br />
¿Cómo<br />
como<br />
calcular<br />
pue<strong>de</strong>n asumir infinitos valores lo que hace<br />
probabilida<strong>de</strong>s asociadas a una<br />
impracticable tabular las probabilida<strong>de</strong>s para todas las posibles<br />
curva normal específica?<br />
distribuciones normales, se utiliza la distribución normal reducida o<br />
tipificada<br />
Se <strong>de</strong>fine una variable t =<br />
v - <br />
<br />
Es una traslación , y un cambio <strong>de</strong> escala <strong>de</strong> la variable<br />
original<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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y<br />
( x )<br />
<br />
2<br />
h h v v<br />
<br />
e<br />
( )<br />
2<br />
TEORIA DE GAUSS<br />
<br />
n<br />
i1<br />
n<br />
x<br />
2<br />
h1<br />
h2<br />
v<br />
v<br />
v<br />
h 1 2<br />
0<br />
t<br />
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h h<br />
2 . x<br />
y 2<br />
( x)<br />
e<br />
<br />
h 1 2<br />
TEORIA DE GAUSS: curva universal<br />
p( x , x )<br />
y( x )<br />
dx<br />
1 2<br />
x<br />
x<br />
2<br />
1<br />
t x<br />
p<br />
( t<br />
, t<br />
)<br />
<br />
1<br />
1 2 2.<br />
<br />
t<br />
t<br />
2<br />
<br />
1<br />
e<br />
<br />
1<br />
2<br />
t<br />
2<br />
dt<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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La nueva variable z se distribuye como una<br />
NORMAL con media = 0 y <strong>de</strong>sviación típica = 1<br />
Una regla empírica indica que en cualquier distribución normal<br />
las probabilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>limitadas entre : 1 68 %<br />
2 95 %<br />
3 99 %<br />
95% 68% 99%<br />
68%<br />
95%<br />
99%<br />
-3 -2 -1 0 1 2 3<br />
z<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Índices <strong>de</strong> dispersión<br />
ERROR PROBABLE<br />
50%<br />
v e p<br />
v<br />
v e p<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Índices <strong>de</strong> dispersión<br />
DESVIACIÓN NORMAL<br />
68%<br />
68%<br />
v v v <br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Hay varios tipos <strong>de</strong> tablas <strong>de</strong> la distribución normal<br />
La que se explica aquí representa las áreas para los<br />
diferentes valores <strong>de</strong> z <strong>de</strong>s<strong>de</strong> 0 hasta +<br />
Los valores<br />
negativos <strong>de</strong> z NO<br />
están tabulados, ya<br />
que la distribución<br />
es simétrica<br />
0<br />
+<br />
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*Margen izquierdo : Los enteros <strong>de</strong> z y su primer <strong>de</strong>cimal<br />
La tabla consta <strong>de</strong>:<br />
* Margen superior: segundo <strong>de</strong>cimal<br />
* Cuerpo <strong>de</strong> la tabla: áreas correspondientes, acumuladas,<br />
<strong>de</strong>s<strong>de</strong> 0 hasta 3.99<br />
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09<br />
0.0<br />
0.1<br />
0.2<br />
0.3<br />
0.4<br />
0.5<br />
.0000 .0040 .0080 .0120 .0160 .0199 .0239 .0279 .0319 .0359<br />
.0398 .0438 .0478 .0517 .0557 .0596 .0363 .0675 .0675 .0754<br />
.0793 .0832 .0871 .0910 .0948 .0987 .1026 .... ...... ......<br />
.1179 ..... ...... ...... ......<br />
.1554 .... ..... ....<br />
.1915 ....<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Tabla Distribución Normal: Area <strong>de</strong>s<strong>de</strong> infinito a 0<br />
z* .00 .01 .02 .03 .04 .05 .06 .07 .08 .09<br />
0.0 .50000 .49601 .49202 .48803 .48405 .48006 .47608 .47210 .46812 .46414<br />
0.1 .46017 .45620 .45224 .44828 .44433 .44038 .43644 .43251 .42858 .42465<br />
0.2 .42074 .41683 .41294 .40905 .40517 .40129 .39743 .39358 .38974 .38591<br />
0.3 .38209 .37828 .37448 .37070 .36693 .36317 .35942 .35569 .35197 .34827<br />
0.4 .34458 .34090 .33724 .33360 .32997 .32636 .32276 .31918 .31561 .31207<br />
0.5 .30854 .30503 .30153 .29806 .29460 .29116 .28774 .28434 .28096 .27760<br />
0.6 .27425 .27093 .26763 .26435 .26109 .25785 .25463 .25143 .24825 .24510<br />
0.7 .24196 .23885 .23576 .23270 .22965 .22663 .22363 .22065 .21770 .21476<br />
0.8 .21186 .20897 .20611 .20327 .20045 .19766 .19489 .19215 .18943 .18673<br />
0.9 .18406 .18141 .17879 .17619 .17361 .17106 .16853 .16602 .16354 .16109<br />
1.0 .15866 .15625 .15386 .15151 .14917 .14686 .14457 .14231 .14007 .13786<br />
1.1 .13567 .13350 .13136 .12924 .12714 .12507 .12302 .12100 .11900 .11702<br />
1.2 .11507 .11314 .11123 .10935 .10749 .10565 .10383 .10204 .10027 .09853<br />
1.3 .09680 .09510 .09342 .09176 .09012 .08851 .08691 .08534 .08379 .08226<br />
1.4 .08076 .07927 .07780 .07636 .07493 .07353 .07215 .07078 .06944 .06811<br />
1.5 .06681 .06552 .06426 .06301 .06178 .06057 .05938 .05821 .05705 .05592<br />
1.6 .05480 .05370 .05262 .05155 .05050 .04947 .04846 .04746 .04648 .04551<br />
1.7 .04457 .04363 .04272 .04182 .04093 .04006 .03920 .03836 .03754 .03673<br />
1.8 .03593 .03515 .03438 .03362 .03288 .03216 .03144 .03074 .03005 .02938<br />
1.9 .02872 .02807 .02743 .02680 .02619 .02559 .02500 .02442 .02385 .02330<br />
2.0 .02275 .02222 .02169 .02118 .02068 .02018 .01970 .01923 .01876 .01831<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Tabla Distribución Normal: Area para z>+z* (o para z
EJEMPLO 1<br />
Una fuente <strong>de</strong> tensión <strong>de</strong> valor nominal 4V fue<br />
medida 100 veces en las mismas condiciones,<br />
obteniendo una <strong>de</strong>sviación normal = 1.5<br />
¿Cuál es la probabilidad <strong>de</strong> encontrar un valor<br />
v 6V (P(v 6 ))?<br />
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z*<br />
0.0<br />
0.1<br />
0.2<br />
0.3<br />
0.4<br />
0.5<br />
0.6<br />
0.7<br />
0.8<br />
0.9<br />
1.0<br />
1.1<br />
1.2<br />
1.3<br />
1.4<br />
1.5<br />
1.6<br />
1.7<br />
1.8<br />
1.9<br />
2.0<br />
.00<br />
.50000<br />
.46017<br />
.42074<br />
.38209<br />
.34458<br />
.30854<br />
.27425<br />
.24196<br />
.21186<br />
.18406<br />
.15866<br />
.13567<br />
.11507<br />
.09680<br />
.08076<br />
.06681<br />
.05480<br />
.04457<br />
.03593<br />
.02872<br />
.02275<br />
.01<br />
.49601<br />
.45620<br />
.41683<br />
.37828<br />
.34090<br />
.30503<br />
.27093<br />
.23885<br />
.20897<br />
.18141<br />
.15625<br />
.13350<br />
.11314<br />
.09510<br />
.07927<br />
.06552<br />
.05370<br />
.04363<br />
.03515<br />
.02807<br />
.02222<br />
.02<br />
.49202<br />
.45224<br />
.41294<br />
.37448<br />
.33724<br />
.30153<br />
.26763<br />
.23576<br />
.20611<br />
.17879<br />
.15386<br />
.13136<br />
.11123<br />
.09342<br />
.07780<br />
.06426<br />
.05262<br />
.04272<br />
.03438<br />
.02743<br />
.02169<br />
.03<br />
.48803<br />
.44828<br />
.40905<br />
.37070<br />
.33360<br />
.29806<br />
.26435<br />
.23270<br />
.20327<br />
.17619<br />
.15151<br />
.12924<br />
.10935<br />
.09176<br />
.07636<br />
.06301<br />
.05155<br />
.04182<br />
.03362<br />
.02680<br />
.02118<br />
.04<br />
.48405<br />
.44433<br />
.40517<br />
.36693<br />
.32997<br />
.29460<br />
.26109<br />
.22965<br />
.20045<br />
.17361<br />
.14917<br />
.12714<br />
.10749<br />
.09012<br />
.07493<br />
.06178<br />
.05050<br />
.04093<br />
.03288<br />
.02619<br />
.02068<br />
= 4 = 1.5 Hallar P ( v > 6 )<br />
1.- transformar x en un valor <strong>de</strong> z<br />
z = (6 - 4)/1.5 = 1.33<br />
2.- Hallar P ( 0 < z < 1.33) =<br />
3.- 0.5000 - 0.40824 =<br />
.05<br />
.48006<br />
.44038<br />
.40129<br />
.36317<br />
.32636<br />
.29116<br />
.25785<br />
.22663<br />
.19766<br />
.17106<br />
.14686<br />
.12507<br />
.10565<br />
.08851<br />
.07353<br />
.06057<br />
.04947<br />
.04006<br />
.03216<br />
.02559<br />
.02018<br />
.06<br />
.47608<br />
.43644<br />
.39743<br />
.35942<br />
.32276<br />
.28774<br />
.25463<br />
.22363<br />
.19489<br />
.16853<br />
.14457<br />
.12302<br />
.10383<br />
.08691<br />
.07215<br />
.05938<br />
.04846<br />
.03920<br />
.03144<br />
.02500<br />
.01970<br />
.07<br />
.47210<br />
.43251<br />
.39358<br />
.35569<br />
.31918<br />
.28434<br />
.25143<br />
.22065<br />
.19215<br />
.16602<br />
.14231<br />
.12100<br />
.10204<br />
.08534<br />
.07078<br />
.05821<br />
.04746<br />
.03836<br />
.03074<br />
.02442<br />
.01923<br />
.08<br />
.46812<br />
.42858<br />
.38974<br />
.35197<br />
.31561<br />
.28096<br />
.24825<br />
.21770<br />
.18943<br />
.16354<br />
.14007<br />
.11900<br />
.10027<br />
.08379<br />
.06944<br />
.05705<br />
.04648<br />
.03754<br />
.03005<br />
.02385<br />
.01876<br />
.09<br />
.46414<br />
.42465<br />
.38591<br />
.34827<br />
.31207<br />
.27760<br />
.24510<br />
.21476<br />
.18673<br />
.16109<br />
.13786<br />
.11702<br />
.09853<br />
.08226<br />
.06811<br />
.05592<br />
.04551<br />
.03673<br />
.02938<br />
.02330<br />
.01831<br />
0.40824<br />
0.5<br />
z<br />
<br />
v<br />
<br />
σ<br />
μ<br />
6<br />
?<br />
0.09176<br />
x<br />
-0.5 1 2.5 4 5.5 7 8.5<br />
-3 -2 -1 0 1 1.33 2 3 z<br />
= 4<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Problema:<br />
1) De un lote <strong>de</strong> 1000 resistencias se observa que el 8% exce<strong>de</strong>n el<br />
límite <strong>de</strong> 10.025 Ω.<br />
Si la fábrica <strong>de</strong>be entregar un total <strong>de</strong> 50.000 que cumplan con la<br />
especificación <strong>de</strong> :<br />
10.000 +25<br />
-50<br />
Cuántas <strong>de</strong>be fabricar ?<br />
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Propagación <strong>de</strong> errores estadísticos<br />
<br />
w f (u,v)<br />
W<br />
<br />
f<br />
( <br />
u<br />
, <br />
v<br />
)<br />
dw<br />
PRIMERA MEDICION:<br />
<br />
(<br />
w<br />
u<br />
)<br />
u,v<br />
.du<br />
x<br />
u 1 1<br />
<br />
y x v<br />
(<br />
w<br />
v<br />
)<br />
u, v<br />
.dv<br />
<br />
2<br />
Teorema general <strong>de</strong> la varianza:<br />
w<br />
u<br />
2<br />
2<br />
u<br />
w<br />
v<br />
( ) . ( ) . <br />
w<br />
2<br />
2<br />
v<br />
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Propagación <strong>de</strong> errores estadísticos<br />
Problema: Averiguar la <strong>de</strong>sviación normal porcentual <strong>de</strong> una resistencia calculada<br />
a partir <strong>de</strong> los siguientes datos:<br />
U = 100 V ± 12 V<br />
I = 10 A ± 2 A<br />
<br />
<br />
<br />
2<br />
w<br />
2 w<br />
2 2 w<br />
2<br />
w<br />
<br />
u<br />
) . u<br />
(<br />
v<br />
) .<br />
<br />
( <br />
<br />
2<br />
1<br />
I<br />
2<br />
<br />
2<br />
u<br />
<br />
<br />
U 2<br />
<br />
I 2 v<br />
2<br />
2<br />
1 100<br />
w<br />
<br />
I u<br />
2<br />
I v<br />
2<br />
2 <br />
<br />
1 2 2 U 2 2<br />
2<br />
2<br />
12 <br />
1.44 4 2. 33 <br />
<br />
10 <br />
2<br />
v<br />
<br />
10<br />
w w<br />
% 23.3%<br />
Una <strong>de</strong>sviación <strong>de</strong>l 12% en la tensión y <strong>de</strong>l 20% en la corriente contribuyen<br />
para que la <strong>de</strong>sviación normal en la resistencia calculada sea <strong>de</strong>l 23%.<br />
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Muestras<br />
Pequeñas<br />
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Muestras Pequeñas<br />
Características <strong>de</strong> la distribución t <strong>de</strong> Stu<strong>de</strong>nt<br />
•Al igual que la distribución z, es una distribución continua, acampanada y simétrica<br />
•La distribución t tiene una media <strong>de</strong> cero, es simétrica respecto <strong>de</strong> la media y se extien<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> - a + <br />
• No hay una distribución t, sino una "familia" <strong>de</strong> distribuciones t, todas con la misma<br />
media cero, pero con su respectiva <strong>de</strong>sviación estándar diferente <strong>de</strong> acuerdo con el<br />
tamaño <strong>de</strong> la muestra n. Existe una “distribución t” p.ej. para una muestra <strong>de</strong> 10, otra<br />
para una muestra <strong>de</strong> 11, y así sucesivamente.<br />
•La distribución t es más ancha y más plana en el centro que la distribución normal<br />
estándar. Sin embargo, a medida que aumenta el tamaño <strong>de</strong> la muestra, la distribución t se<br />
aproxima a la distribución normal estándar.<br />
t<br />
<br />
v<br />
v <br />
<br />
S<br />
n<br />
S v<br />
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Muestras Pequeñas<br />
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Muestras Pequeñas<br />
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Muestras Pequeñas<br />
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Muestra <strong>de</strong> 10 resistencias<br />
Muestras Pequeñas<br />
f(y)<br />
<br />
S v<br />
<br />
S<br />
n<br />
S<br />
n<br />
xi<br />
i<br />
2<br />
<br />
n <br />
S<br />
<br />
<br />
n<br />
<br />
i1<br />
1<br />
1<br />
1<br />
( v<br />
i<br />
n<br />
v<br />
)<br />
2<br />
v t<br />
S<br />
n<br />
DISTRIBUCION DE GOSSET-STUDENT<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Muestras Pequeñas<br />
Ensayo<br />
I m [A]<br />
1000<br />
A<br />
1 980<br />
2 1030<br />
3 1025<br />
v<br />
n<br />
x 1002.5<br />
1<br />
i<br />
A<br />
4 975<br />
S<br />
n<br />
<br />
s<br />
n<br />
<br />
n<br />
<br />
1<br />
x<br />
2<br />
i<br />
n 1<br />
n<br />
14.5<br />
Determinar la cota <strong>de</strong><br />
error con una probabilidad<br />
<strong>de</strong>l 95%<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Mediciones Eléctricas I<br />
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S n<br />
<br />
29.01<br />
4<br />
14.5<br />
A<br />
1002,5<br />
(3,<br />
18 x 14,5 )<br />
( 1002,5 <br />
46,1)<br />
A<br />
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Solución en Excel<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Solución en Excel<br />
=PROMEDIO(C61:C64)<br />
1002.5 A<br />
=DESVEST(C61:C64) 29.01<br />
=DISTR.T.INV(0.05,3)<br />
t=3.18<br />
S n<br />
<br />
29.01<br />
4<br />
14.5<br />
A<br />
1002,5<br />
(3,<br />
18 x 14,5 )<br />
( 1002,5 <br />
46,1)<br />
A<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Funciones Estadísticas en Excel<br />
DEVEST<br />
MODA<br />
MEDIANA<br />
MEDIA<br />
DISTR.NORM<br />
DISTR.T.INV<br />
DISTR.NORM.ESTAND<br />
=DESVEST(B9:B58)<br />
=MODA(B9:B58)<br />
=MEDIANA(B9:B58)<br />
=PROMEDIO(B9:B58)<br />
=DISTR.NORM(100,1;99,97;0,2183;VERDADERO)<br />
=DISTR.T.INV(0,05;3)<br />
=DISTR.NORM.ESTAND(2,82)<br />
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Funciones Estadísticas en Excel:<br />
=DISTR.NORM.ESTAND(t)<br />
Probabilidad <strong>de</strong> encontrar un valor ≤ z<br />
Argumento <strong>de</strong> la función t<br />
=DISTR.NORM.ESTAND.INV(p)<br />
Valor <strong>de</strong> z que <strong>de</strong>ja por <strong>de</strong>bajo una probabilidad dada<br />
Argumento <strong>de</strong> la función p<br />
=DISTR.NORM(t,,,VERDADERO)<br />
Devuelve la probabilidad en una distribución normal con los<br />
parámetros: x , y <br />
=DISTR.NORM.INV(p,,)<br />
Devuelve t en una distribución normal con los parámetros: p , y <br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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Problema:<br />
1) De un lote <strong>de</strong> 1000 resistencias se observa que el 8% exce<strong>de</strong>n el<br />
límite <strong>de</strong> 10.025 ohm.<br />
Si la fábrica <strong>de</strong>be entregar un total <strong>de</strong> 50.000 que cumplan con la<br />
especificación <strong>de</strong> :<br />
10.000 +25<br />
-50<br />
Cuántas <strong>de</strong>be fabricar ?<br />
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Solución <strong>de</strong>l Problema con Excel<br />
8% exce<strong>de</strong>n, 42% se encuentran entre<br />
10.000 y 10.025<br />
P (b)<br />
P (a)<br />
42%<br />
>8%<br />
La P total =P (a) +P (b)<br />
=DISTR.NORM.ESTAND.INV(0.92)<br />
9950<br />
10.025<br />
x1 25<br />
t 2 =x 2 / 17.<br />
73<br />
t 1.405<br />
1<br />
1.405<br />
=DISTR.NORM(9950,10000,17.73,VERDADERO) 0.4976<br />
P (TOTAL) =P (a) +P (b) =0.42+0.4976=0.9176<br />
Número Total <strong>de</strong> Resistencias a construir=54.500<br />
Mediciones Eléctricas I<br />
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