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Informe de Laboratorio 1: Mediciones y Errores en Física, Apuntes de Física

En este informe se presentan los resultados obtenidos en el laboratorio de mediciones y errores en el contexto de la física. Se realizaron experimentos para determinar la resistencia eléctrica mediante la relación voltio = ir y se calculó el error de propagación. Se utilizaron datos proporcionados por el docente y se realizó una regresión lineal para determinar la relación entre corriente y voltaje.

Tipo: Apuntes

2018/2019

Subido el 26/10/2021

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19 de octubre del 2021
Informe de Laboratorio 1: Mediciones y errores
Henry Velasco 1, Dilan Coral 2, and David Pullas 3
Resumen
En el laboratorio de medidas y errores se han aplicado los conceptos b
´
asicos del correcto an
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alisis de mediciones
en el laboratorio de f
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ısica. As
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ı como tambi
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en la implementaci
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on de herramientas y m
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etodos estad
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ısticos para
determinar errores en las mediciones directas y el an
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alisis matem
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atico para determinar la propagaci
´
on en las
mediciones indirectas; que en este caso fueron equipos de medida el
´
ectrica para determinar las medidas de
voltaje, corriente y resistencia.
3School of Physical Sciences and Nanotechnology, YachayTech University, Urcuqui, Ecuador
2School of Mathematics, YachayTech University, Urcuqui, Ecuador
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Indice
1M´
etodos 1
1.1 Experiencia 1 .........................1
1.2 Experiencia 2 .........................1
2Resultados y discusi ´
on 1
3Conclusiones 3
Recomendaciones 3
Referencias 3
1. M´
etodos
Se uso un circuito cuyas partes son: una fuente variable, un
amper
´
ımetro y un volt
´
ımetro. Cabe mencionar que el volt
´
ıme-
tro lo usamos en una escala de 20V y el amperimetro en 20
mA. Haremos uso de la ley de Ohm:
V=IR (1)
1.1 Experiencia 1
Se realizo la toma de lecturas variando la tensi
´
on. Me-
diante el uso de la f
´
ormula R= V/I se procedio a calcular
el valor de la resistencia, ademas usando la propagacion de
errores se obtuve el error correspondiente. Como
´
ultimo paso
se procedio a calcular el promedio de la resitencia.
1.2 Experiencia 2
Se utilizaron los datos proporcionados por el docente que
constaban de 175 medidas de corriente y voltaje. Despues
mediante el uso del programa Excel se procedio a realizar la
gr
´
afica de corriente vs voltaje a la vez que la linea de ajuste
por minimos cuadrados.
2. Resultados y discusi ´
on
Los resultados que hemos obtenido se han llevado a cabo
gracias a los herramientas de medicion las cuales nos propor-
cionan una medida con una gran precision. Ademas que el
analisis matem
´
atico nos ha ayudado a determinan los errores
de medida con gran exactitud.
Actividad 1
Muestras V ( ± 0.01 ) I ( ± 0.01 ) R = V / I
1 0.22 0.22 1.000
2 1.55 1.59 0.975
3 2.64 2.70 0.978
4 3.35 3.42 0.980
5 4.60 4.70 0.979
6 6.10 6.24 0.978
7 7.63 7.81 0.977
Promedios 0.981
Cuadro 1. Valores obtenidos experimentalmente
El cuadro 1 nos proporciona los datos que se han realizado
experimentalmente del voltaje (
V
) y corriente (
I
). As
´
ı como
tambi
´
en la posilibidad de obtener datos de la resistencia (
R
)
gracias a la relaci
´
on que existe dada la f
´
ormula antes men-
cionada
V=IR
. Con los calculos realizados se establece que
cuando la resistencia es menor, el error asociado de propaga-
cion disminuir´
a tambi´
en.
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alculo del error de la resistencia por derivadas
parciales.
Los valores obtenidos permiten establecer c
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omo es la re-
laci
´
on entre el voltaje y la corriente; nos permite determinar
que existe una proporcionalidad entre voltaje y corriente, tal
que, a mayor voltaje mayor corriente o a menor voltaje me-
nor corriente, dicho de otra manera, ambas magnitudes son
directamente proporcionales.
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¡Descarga Informe de Laboratorio 1: Mediciones y Errores en Física y más Apuntes en PDF de Física solo en Docsity!

19 de octubre del 2021

Informe de Laboratorio 1: Mediciones y errores

Henry Velasco 1 , Dilan Coral 2 , and David Pullas 3

Resumen En el laboratorio de medidas y errores se han aplicado los conceptos b asicos del correcto an´ alisis de mediciones´ en el laboratorio de f´ısica. As´ı como tambi en la implementaci´ on de herramientas y m´ etodos estad´ ´ısticos para determinar errores en las mediciones directas y el an alisis matem´ atico para determinar la propagaci´ on en las´ mediciones indirectas; que en este caso fueron equipos de medida el ectrica para determinar las medidas de´ voltaje, corriente y resistencia.

(^3) School of Physical Sciences and Nanotechnology, YachayTech University, Urcuqui, Ecuador (^2) School of Mathematics, YachayTech University, Urcuqui, Ecuador

´Indice

1 M ´etodos 1

1.1 Experiencia 1......................... 1

1.2 Experiencia 2......................... 1

2 Resultados y discusi ´on 1

3 Conclusiones 3

Recomendaciones 3 Referencias 3

1. M ´etodos

Se uso un circuito cuyas partes son: una fuente variable, un amper´ımetro y un volt´ımetro. Cabe mencionar que el volt´ıme- tro lo usamos en una escala de 20V y el amperimetro en 20 mA. Haremos uso de la ley de Ohm:

V = IR (1)

1.1 Experiencia 1 Se realizo la toma de lecturas variando la tensi on. Me-´ diante el uso de la f ormula R= V/I se procedio a calcular´ el valor de la resistencia, ademas usando la propagacion de errores se obtuve el error correspondiente. Como ultimo paso´ se procedio a calcular el promedio de la resitencia.

1.2 Experiencia 2 Se utilizaron los datos proporcionados por el docente que constaban de 175 medidas de corriente y voltaje. Despues mediante el uso del programa Excel se procedio a realizar la gr afica de corriente vs voltaje a la vez que la linea de ajuste´ por minimos cuadrados.

2. Resultados y discusi ´on

Los resultados que hemos obtenido se han llevado a cabo gracias a los herramientas de medicion las cuales nos propor-

cionan una medida con una gran precision. Ademas que el analisis matem atico nos ha ayudado a determinan los errores´ de medida con gran exactitud.

Actividad 1

Muestras V ( ± 0.01 ) I ( ± 0.01 ) R = V / I 1 0.22 0.22 1. 2 1.55 1.59 0. 3 2.64 2.70 0. 4 3.35 3.42 0. 5 4.60 4.70 0. 6 6.10 6.24 0. 7 7.63 7.81 0. Promedios 0. Cuadro 1. Valores obtenidos experimentalmente

El cuadro 1 nos proporciona los datos que se han realizado experimentalmente del voltaje (V ) y corriente (I). As´ı como tambi ´en la posilibidad de obtener datos de la resistencia (R) gracias a la relaci on que existe dada la f´ ormula antes men-´ cionada V = IR. Con los calculos realizados se establece que cuando la resistencia es menor, el error asociado de propaga- cion disminuir´a tambi´en.

C ´alculo del error de la resistencia por derivadas parciales. Los valores obtenidos permiten establecer c omo es la re-´ laci on entre el voltaje y la corriente; nos permite determinar´ que existe una proporcionalidad entre voltaje y corriente, tal que, a mayor voltaje mayor corriente o a menor voltaje me- nor corriente, dicho de otra manera, ambas magnitudes son directamente proporcionales.

Informe de Laboratorio 1: Mediciones y errores — 2/ Cuadro 2. Add caption

Error de R Error Absoluto Impresici´

Suma

Tal como hemos visto antes a partir de la relaci on entre´ las medidas directas de voltaje y corriente podemos encontrar la medida indirecta de la resistencia, en este caso al crear una regresi on lineal de Corriente(I) vs Voltaje (V) vamos´ a obtener una ecuaci on que tiene la forma de´ y = mx + b, siendo m la pendiente y b el punto de corte con el eje Y. De la gr afica obtenida podemos ver que el voltaje y la corriente´ guardan una relaci on lineal, es decir que al aumentar una´ la otra tambi en aumentar´ a, el valor que hemos obtenido de´ la pendiente(m) es de aproximadamente 14 , 55 , este valor es constante e indica la proporci on entre la corriente y el´ voltaje (I/V) del sistema estudiado, a partir de aqu´ı podemos determinar que el inverso de la pendiente nos dar a el valor´ de la resistencia del sistema, siendo m = 1 /R. Entonces R = 1 / 14 , 55 = 0 , 068 Hemos encontrado tambi en que la ra´ ´ız del error cuadr atico medio, o desviaci´ on est´ andar es de 0.006 , lo´ que nos indica que los datos tomados no se encuentran tan dispersos entre ellos, al no conocer el error del instrumento con el que se tomaron los datos vamos a concluir que 0. es el error de la medici´on. Tal como hemos visto antes a partir de la relaci on entre´ las medidas directas de voltaje y corriente podemos encontrar la medida indirecta de la resistencia, en este caso al crear una regresi on lineal de Corriente(I) vs Voltaje (V) vamos a obtener´ una ecuaci on que tiene la forma de y = mx + b, siendo m la´ pendiente y b el punto de corte con el eje Y.

on Absoluta (R) 0.064 0. 0.009 0. 0.005 0. 0.004 0.009 0.981 ± 0. 0.003 0. 0.002 0. 0.002 0.

3. Conclusiones

Podemos observar que entre mas aumenta los valores de voltaje y corriente, la resistencia va disminuyendo

Mediante la inversa de la pendiente en la gr ´afica ob- tenida por regresi ´on lineal entre corriente y voltaje se observa que la resistencia permanece constante a lo largo del sistema.

3. Conclusiones

Podemos observar que entre mas aumenta los valores de voltaje y corriente, la resistencia va disminuyendo

Mediante la inversa de la pendiente en la gr ´afica ob- tenida por regresi on lineal entre corriente y voltaje se´ observa que la resistencia permanece constante a lo largo del sistema.

Se pudo determinar en la pr actica realizada que la co-´ rriente es directamente proporcional al voltaje e inver- samente proporcional a la resistencia que presenta (Ley de Ohm)