CIRCUITO DE CORRIENTE ALTERNA CON RESISTENCIA Fundamento En un circuito de corriente continua, el cociente entre la caída de tensión en una resistencia pura y la intensidad que circula por ella es constante y esa constante se denomina resistencia óhmica. En un circuito de corriente alterna si se fija su frecuencia, el cociente entre el voltaje eficaz medido entre los extremos de la resistencia y la intensidad eficaz que circula por ella es constante, siendo la constante la resistencia óhmica. Como en el circuito de corriente alterna se puede variar la frecuencia, el problema que hay que resolver es si la resistencia depende de la frecuencia de la corriente, esto es, aumenta, disminuye o permanece igual al crecer la frecuencia. La fig.1a, representa el esquema del circuito y la fig.1b es una fotografía del circuito real. Fig.1a

Fig.1b

El amperímetro mide la intensidad eficaz de la corriente que pasa por la resistencia. Con el osciloscopio se mide el voltaje pico a pico y la frecuencia de la corriente alterna.

Fotografías Vemos en la fotografía fig.1b, los instrumentos de medida y los datos se tomarán de la sección “Conjunto de fotografías de diversas medidas”. En esta sección no se representa todo el circuito sino solamente la pantalla del osciloscopio, los dos diales TIME/DIV y VOLTS/DIV y la lectura del amperímetro. De cada una se han de anotar los siguientes valores: DY, distancia en centímetros entre el máximo del voltaje positivo y el mínimo negativo, medidos directamente en la pantalla fV es el factor de escala para el eje Y. Cada centímetro se corresponde con la lectura del correspondiente dial VOLTS / DIV. DX, distancia en centímetros medido sobre el eje X y que sirve para determinar el periodo de la corriente alterna. Si en la pantalla del osciloscopio aparece más de un periodo debe medirse la distancia total y dividir por el número de periodos. ft, factor de escala de tiempo. A cada centímetro de ese eje le corresponde el tiempo que indique el dial TIME/ DIV

Teniendo en cuenta el ancho que la traza tiene en pantalla, los valores DY y DX deben ir acompañados de la incertidumbre que el lector estime. Los valores de fV y ft se admiten que no tienen errores. Cuando haga los cálculos ha de tener en cuenta los errores de modo que la resistencia y la frecuencia deben ir con el error correspondiente. La intensidad eficaz se lee directamente en el amperímetro (los valores están en miliamperios) y tome un error de un dígito de la última cifra de la medida. Deberá tomar unos datos de las fotografías correspondientes a cada medida y elaborar con ellos unos datos. Después, deberá recoger en la Tabla 1 los valores de las resistencias y de las frecuencias de cada una de medidas.

TOMA DE DATOS Y CÁLCULO DE ALGUNAS MAGNITUDES DE LA CORRIENTE Y DEL CIRCUITO 1ª Medida DY =

fV =

1 cm

=

ft =

DX =

Vpico a pico

Vpp = DY · fV =

Vefz =

Periodo

T =DX · ft =

f =

V pp 2 2

1 = T

R = Vefz / I efz =

1 cm

=

I efz =

=

2ª Medida

DY =

fV =

1 cm

=

ft =

DX =

Vpico a pico

Vpp = DY · fV =

Vefz =

Periodo

T =DX · ft =

f =

V pp 2 2

1 cm

=

=

1 = T

I efz =

R = Vefz / I efz =

3ª Medida

DY =

fV =

1 cm

=

ft =

DX =

Vpico a pico

Vpp = DY · fV =

Vefz =

Periodo

T =DX · ft =

f =

V pp 2 2

1 cm

=

=

1 = T

I efz =

R = Vefz / I efz =

4ª Medida

DY =

fV =

1 cm

=

ft =

DX =

Vpico a pico

Vpp = DY · fV =

Vefz =

Periodo

T =DX · ft =

f =

V pp 2 2

1 = T

R = Vefz / I efz =

1 cm

=

I efz =

=

5ª Medida

DY =

fV =

1 cm

=

ft =

DX =

Vpico a pico

Vpp = DY · fV =

Vefz =

Periodo

T =DX · ft =

f =

V pp 2 2

1 cm

=

=

1 = T

I efz =

R = Vefz / I efz =

6ª Medida

DY =

fV =

1 cm

=

ft =

DX =

Vpico a pico

Vpp = DY · fV =

Vefz =

Periodo

T =DX · ft =

f =

V pp 2 2

1 cm

=

=

1 = T

I efz =

R = Vefz / I efz =

7ª Medida

DY =

fV =

1 cm

=

ft =

DX =

Vpico a pico

Vpp = DY · fV =

Vefz =

Periodo

T =DX · ft =

f =

V pp 2 2

1 = T

R = Vefz / I efz =

1 cm

=

I efz =

=

Recoja en la Tabla 1 los valores de las resistencias y de las frecuencias.

Tabla 1 Frecuencia f/Hz

Resistencia R/Ω

Gráficas

a) Considere los valores de R y f sin los errores. Represente la resistencia (expresada en Ω) en el eje de ordenadas y la frecuencia en el eje de abscisas. Decida a la vista de la gráfica que es más razonable, que R aumenta, disminuye o permanece igual al aumentar la frecuencia. b) Teniendo en cuenta los valores de la Tabla 1 con sus errores, represente en la misma gráfica: 1) Los valores más altos de la resistencia frente a los menores de la frecuencia. 2) Los valores menores de la resistencia frente a los mayores de la frecuencia. Determine el valor de R con su incertidumbre.