CARLOS AGORRETA & ALEXANDRE MOLINA BORRS. PRACTICA 1 DE LABORATORI DE FISICA I

En aquesta prctica hem utilitzat els instruments bsics de mesura (multmetre) per estudiar el muntatge i la comprovaci de circuits amb la llei dOhm. Per realitzar la prctica hem utilitzat 1 font dalimentaci i un circuit protoboard amb 1 potencimetre d1k, 1 resistncia d1k, una altra de 10k i diversos cables banana-banana. 2.CIRCUITS I MESURES 2.1)

Per comenar la prctica havem de limitar la Font dalimentaci a una sortida de 10V de tensi. Un cop fet, tamb havem de limitar el corrent mxim de la Font a 100mA dintensitat. Aix ho vam fer curtcircuitant la Font introduint un cable a les connexions dentrada i sortida de la Font.

Un cop fet aix, vam calcular la tensi de sortida de la Font amb el multmetre i ens va donar 10,08 volts de tensi. Desprs, vam utilitzar el circuit protoboard i li vam introduir la resistncia d1k. Per saber quina de les resistncia era la d1k ohm havem de basar-nos en el marcatge de resistncies. Com es pot apreciar en la imatge de sota, la resistncia d1k ohm est composta per 4 franjes en lordre segent: Marr Negre Vermell Or. 1 0 00 +-5%

Vam calcular la seva resistncia apropant la sortida dels cables connectats a la Font a les dos patilles de la resistncia (no importava el pol) i el multmetre va mesurar 987 ohms. Aix s degut a que la resistncia t una desviaci estndard del +-5% (degut a que la resistncia tenia la ltima banda de color or), per tant, com que la resistncia t una mesura terica de 1000 ohms +-5%, significa que la resistncia haur de mesurar a la practica en un interval de [950-1050]. La mesura de la nostra prctica entra dins de linterval. A continuaci vam mesurar la resistncia del potencimetre. I Vam variar la posici del potencimetre amb un tornavs petit en els seus dos extrems de potencia (mxim i mnim). Per mesurar la resistncia total del potencimetre cal mesurar la patilla central dos cops: un cop amb la de lesquerra i una altra amb la de la dreta. Per mesurar-la correctament, cal usar els cables connectats a la Font per la sortida entre les patilles 3-2 (que va mesurar 925 ohms) ms la resistncia entre les patilles 3-1 (0,6 ohms). La resistncia terica del potencimetre es de 1 kOhm, no obstant, la resistncia real total es de 925,6 ohms, s a dir, t un variaci del -7.44% respecte al valor teric. Aix s degut a que el potencimetre t una tolerncia del 10%. La resistncia del component varia de forma no lineal respecte al canvi de nivell de potencia, pel que dedum que s un potencimetre logartmic, cosa que explica que la seva resistncia estigui molt ms concentrada en la regi de les patilles 3-2.

CARLOS AGORRETA & ALEXANDRE MOLINA BORRS. PRACTICA 1 DE LABORATORI DE FISICA I

Vam variar la posici dajust del potencimetre i vam comprovar com variava la seva

resistncia. Ilustraci 1: Esquema del potencimetre

A continuaci vam posar la resistncia de 1 k ohms, i vam connectar a la placa els dos cables de sortida connectats a la font amb una tensi de 10V. A travs de la resistncia hi passava una intensitat de 2.5 mA.

Ilustraci 2: Potencimetre i resistncia en serie

Tot seguit vam connectar el potencimetre i la resistncia d1 k Ohm en srie duna forma similar a la illustraci superior. Vam ajustar amb molta cura- lamperatge de sortida de la font a 7mA. Segons les instruccions de la prctica, havem de mesurar la resistncia sense lmit damperatge i amb lmit damperatge. Els resultats foren els segents: En el cas del circuit en srie:

R=R1+R2+...+Rn I=I1=I2=...=In V1=[R1/(R1+R2...)]*V V2=[R2/(R1+R2...)]*V Vn=[Rn/(R1+R2+...+Rn)]*V La intensitat s igual degut a que estan en srie. El concepte dintensitat dun circuit s similar al dun riu. Al estar en srie hi ha un nic canal, i com que la intensitat s la mateixa. Quan mesurem la resistncia, el corrent que passa a travs delles s la mateixa per el voltatge entre cada component s diferent, i en suma ens dona el voltatge total. La resistncia total terica del circuit s de 1000 ohms del potencimetre amb una variaci del +-10% i 1000 ohms de la resistncia amb una variaci del 5%, aix vol dir que la resistncia terica comprn linterval [1950-2150] Ohms. Contrastant la resistncia terica amb la resistncia real, la resistncia real del circuit respecta la resistncia terica. En el cas del laboratori, amb el circuit en srie i amb el lmit de 7mA, la resistncia total del circuit s de 832 ohms. Aix s degut a la Llei dOhm, que postula: Resistncia (ohms) = Voltatge (volts) * Intensitat (Ampers)

Sense lmit damperatge Amb lmit damperatge de 25mA 1.981 ohms de resistncia del circuit 832 ohms de resistncia en el circuit

CARLOS AGORRETA & ALEXANDRE MOLINA BORRS. PRACTICA 1 DE LABORATORI DE FISICA I

Inferim que sense lmit damperatge les dues components compleixen la resistncia esperada (1982 ohms), mentre que amb el lmit de 7mA Conforme lamperatge baixa, baixa la resistncia. s a dir, si baixem la intensitat general del circuit, baixa la resistncia necessria. Si esta en srie per les dos resistncies passa la mateixa intensitat, per tant, per la resistncia de 1000 ohms passen 7mA (7V).

No limit 7 mA limit Diferencial = k 1981 ohms 832 ohms 1150

Tal i com ens demanava lexercici, vam connectar en parallel la resistncia d1k i vam ajustar la intensitat de la font dalimentaci a 25mA. Seguidament, vam mesurar la resistncia total del circuit. Sorprenentment, la resistncia real del circuit era de 832 ohms, mentre que la resistncia terica era de 2000 ohms. La intensitat s de 15.4mA+104mA = 25.4 mA, mentre que la intensitat terica s de 25mA. A continuaci mesurem la resistncia de les potes del potencimetre: 605.3 ohms + 362 ohms. El valor teric s de 1000 ohms, mentre que la real s de 967.3 ohms. A qu s deguda aquesta diferncia? Primer, que a lhora de mesurar amb el multmetre, com aquest t una resistncia al seu interior, com que es mesura obrint el circuit, safegeix la resistncia del multmetre. A ms, hi ha un error del +-5. En el cas del circuit en parallel, les regles del circuit son: R=R1+R2+...+Rn I=I1+I2 I1=V/R1 I2=V/R2 V1=[R1*R2/(R1+R2)]*I V2=[R2/(R1+R2...)]*V Vn=[Rn/(R1+R2+...+Rn)]*V A continuaci exposem els mtodes que hem utilitzat per mesurar: Mesura de tensi

Mesura dintensitat

R=V*I 1981= R=V*I 832=V*0.007

CARLOS AGORRETA & ALEXANDRE MOLINA BORRS. PRACTICA 1 DE LABORATORI DE FISICA I

Mesura de resistncies

2.2) En aquest tercer apartat es muntar i mesurar un divisor de tensi com el mostrat a la

figura.

Es demana: Vam muntar un divisor per 11 amb resistncies d'1 k (R1) i 10 k (R2).

Vam alimentar el circuit amb una tensi 10 V. Per ltim, havem de verificar amb el multmetre que el circuit era efectivament un divisor per 11. A lhora de mesurat la tensi amb el multmetre, ens dna que V=V1+V2 = 9.3+0.9= 10.2 La mesura esperada en el nostre cas era de 10 volts. En principi vam sospitar que la diferncia

era degut a una derivaci del 5%, per vam arribar a la conclusi que era degut a la caiguda de

tensi de la resistncia:

Caiguda de tensi:

R1= 5V

R2 = 4.95V

9.95V s la tensi de la font de tensi.

Aquesta caiguda de tensi s a causa de muntar un divisor de tensi per 11, ja que com poden

observar en la frmula del voltatge en parallel, hi ha un diferncia

de voltatge en les dos parts del circuit.

En una part hi ha un voltatge de 4.95 V i en laltra part hi ha un voltatge de 5V.

No obstant, vam tenir un intent fallit on vam mesurar 11.5 mV i 10.23V.