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Contraste-Teoría de Errores (PDF)

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Mediciones Eléctricas I<br />

Ciclo Lectivo 2013<br />

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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 />

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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 />

Mediciones Eléctricas I<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 />

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Índices <strong>de</strong> dispersión<br />

DESVIACIÓN NORMAL<br />

68%<br />

68%<br />

v v v <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 />

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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 />

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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 />

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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 />

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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 />

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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 />

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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 />

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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 />

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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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