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Instrumentación 2008

Instrumentación 2008. Rev 080731. Curso de Instrumentación 2008 PROFESORES: Osvaldo Alvarez (Coordinador 1ª parte) Juan Carlos Letelier (Coordinador 2ª Parte) AYUDANTES: Ulises Pereira, David Weinstein, Nicolás Gravel CLASES: SALA: G-102 Martes 8:30‑10:00 y 10:15‑11:45

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Instrumentación 2008

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Presentation Transcript

  1. Instrumentación 2008 Rev 080731

  2. Curso de Instrumentación 2008 PROFESORES: Osvaldo Alvarez (Coordinador 1ª parte) Juan Carlos Letelier (Coordinador 2ª Parte) AYUDANTES: Ulises Pereira, David Weinstein, Nicolás Gravel CLASES: SALA: G-102 Martes 8:30‑10:00 y 10:15‑11:45 TRABAJOS PRACTICOS: Sala de computación Edificio G. Grupo 1 Jueves 09:00 -11Grupo 2 Jueves 11:15- 13:15 PRUEBAS 1a. Martes 23 de Septiembre Sala G102 (08:30 - 11:45) (33.3%) 2a. Jueves 30 de Octubre Sala G102 (08:30 - 11:45) (33.3%) 3a. Martes 02 de Diciembre Sala G102 (08:30 - 11:45) (33.3%)

  3. Edificio G: clases y laboratorios Edificio Física: Juan Carlos Letelier. Edificio Biología: Osvaldo Alvarez Edificio CEM: David Wenstein.

  4. Multisim 2001 Arduino

  5. 1 2 3 Recoger estos estos tres documentos.Anotarse en las listas, hay dos grupos 1º y 2º turno Jueves.

  6. Electricidad I http://einstein.ciencias.uchile.cl/Instrumentacion2008/ClasesElectricidadI.ppt 2008

  7. Experimento de Ørsted,1819 Conductor eléctrico perpendicular al plano de la mesa Brújula Vista superior de la mesa de trabajo de Hans Christian Oersted  http://www.phas.ucalgary.ca/physlets/oersted.htm

  8. Oersted's experiment Conductor eléctrico que atraviesa el plano de la mesa Brújula Vista superior de la mesa de trabajo de Oersted http://www.phas.ucalgary.ca/physlets/oersted.htm

  9. ¿Qué fuerza actuará sobre dos conductores que llevan corriente eléctrica en el mismo sentido? La fuerza depende de la intensidad de la corriente eléctrica y de la separación de los dos cables.

  10. Amperio A El amperio es la unidad básica para las medidas eléctricas en el sistema MKS. Es la medida de la intensidad de corriente, i. Por definición 1 amperio es aquella corriente constante que si pasa por dos cables paralelos infinitamente delgados, infinitamente largos, en el vacío y separados por una distancia de un metro, produce una fuerza entre los cables de 2×10-7 newton por metro de longitud. 1948. Conférence générale de poids et mesures. El amperio pertenece al sistema internacional de unidades (SI) en honor a André-Marie Ampère. El símbolo es A (mayúscula) y el nombre de la unidad se escribe con minúsculas. http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/ampere.html

  11. Coulomb C La unidad de carga eléctrica, Q, es el coulomb, C, y se define como la cantidad de carga eléctrica transportada por una corriente de 1 A durante 1 segundo. Por lo tanto la intensidad de corriente tiene unidades de Cs-1.

  12. En la reacción Cu2++2e-  Cu0 se necesita 193000 C para depositar 63,546 gramos de cobre 99,99% puro ( 1 mol ). El número de Faraday, F, es la cantidad de carga necesaria para depositar en el cátodo 1 equivalente de cobre (medio mol). El número de Faraday es 96500 Cmol-1 El número de Avogadro es 6,02211023 mol-1. La carga elemental es 1,6022 10-19 coulomb. 1 A es equivalente a un movimiento de 6,24 1018 cargas elementales por segundo

  13. A v vt Todas las partículas contenidas en la caja atraviesan la ventana de área A en un tiempo t. Es la concentración por el volumen: cAvt El número de partículas que atraviesa la ventana por unidad de área y unidad de tiempo es el flujo, J = cv

  14. En un conductor eléctrico el flujo de las cargas eléctricas Jq (Am-2, Cs-1m-2) es el producto de la concentración de cargas eléctricas multiplicada por su velocidad. Jq = concentración de cargas  velocidad (Cm-3ms-1 = Am-2) . La movilidad de las cargas es la velocidad (ms-1) que adquieren al aplicarles una fuerza unitaria (NC-1). La movilidad tiene unidades de m s-1 CN-1 El producto de la concentración de cargas por la movilidad es la conductividad del material, . La conductividad tiene unidades C2m-2s-1N-1. (Amper por metro cuadrado por cada newton por coulmob) Jq =  •fuerza ( Am-2 )

  15. Jq =  •fuerza ( Am-2 ) La unidad de potencial eléctrico, V, es el voltio o volt, V, igual a 1 joule por coulomb. La fuerza por cada Coulomb de carga es menos el gradiente de potencial eléctrico, V. (joule C-1m-1= N C-1)

  16. En una dimensión la densidad de corriente: La intensidad de la corriente en un conductor de área a es: Para un conductor de área y composición homogénea, de largo l la corriente es: Donde V es la diferencia de potencial entre los extremos del conductor. El sentido de la corriente es de mayor a menor potencial.

  17. La intensidad de corriente, i, en términos de G y V: Conductancia, G La unidad de conductancia es el siemens, S. Un conductor tiene una conductancia de 1 S cuando circula 1 A al aplicarle una diferencia de potencial de 1 V.

  18. Habitualmente se usa la resistencia, R, que es el valor recíproco de la conductancia. La unidad de resistencia es el ohm, . Un conductor tiene una resistencia de 1  si necesita aplicarle una diferencia de potencial de 1 V para que circule 1 A.  = resistividad = 1/ (cm) La resistividad del cobre es 1.69 10-6 cm Calcular la conductividad cobre en Sm-1.

  19. + - ¿Cómo se genera una diferencia de potencial? Construcción de una pila Zn/Cu Esta reacción cursa espontáneamente Los potenciales estándar de reducción son: ¿Qué diferencia habrá entre los dos metales si la reacción está en equilibrio? 1,1 volt positivo el cobre con respecto al cinc.

  20. Los potenciales estándar de reducción son: ¿Qué pasa si pongo en contacto los dos metales? La reacción se aleja del equilibrio y cursa. Se deposita cobre: el electrodo positivo cobre captura electrones.Se disuelve cinc: el cinc libera electrones. Los electrones circulan desde el polo, negativo hacia el polo positivo. La corriente convencional circula desde el polo positivo hacia el polo negativo.

  21. Pila Resistencia La corriente circula desde el polo positivo + al polo negativo - por el circuito externo a la pila . Tierra. V=0 Circuitos eléctricos + -

  22. Electricidad y magnetismo B v f Conductor que lleva corriente y está puesto en un campo magnético. Imán Líneas de fuerza del campo magnético, B. Si los portadores de carga se mueven con una velocidad vy el campo magnético tiene una intensidad B se produce una fuerza por cada portador de carga, . El conductor siente una fuerza que lo mueve hacia arriba.

  23. B v Ampérmetro f f Al poner un lazo conductor en el campo magnético se producirá un par de fuerzas proporcional a la intensidad de la corriente eléctrica.

  24. Conexión de un ampérmetro A V1 + R1 1V 1.0Kohm V1 + - R1 1V 1.0Kohm - • Es necesario abrir el circuito en un punto. • Cerrar el circuito a través del ampérmetro. • La resistencia del ampérmetro debe baja para que la intensidad de la corriente sea la misma antes y después de instalarlo. • La resistencia interna de un ampérmetro ideal es CERO.

  25. Los ampérmetros se construyen usando un galvanómetro que es un instrumento capaz de medir pequeñísimas intensidades de corriente. Por ejemplo 1 micro amperio. Se conecta una resistencia en paralelo (SHUNT) mucho más baja que la resistencia interna del galvanómetro de modo que la corriente que circula por el galvanómetro es una fracción pequeña de la corriente total. S G Si el galvanómetro tiene una sensibilidad de 1 A escala completa y RG = 1 K, calcule la resistencia Rs necesaria para construír un ampérmetro de sensibilidad 1A.

  26. El Mutímetro de Multisim • Ventana digital. • Selector de funciones • Intensidad de Corriente ( amperio). • Potencia eléctrico (volt). • Resistencia (ohm) • A o V Continua • A o V Alterna

  27. ?

  28. V Conexión de un vóltmetro • El vóltmetro se conecta a dos puntos del circuito. • La resistencia del vóltmetro debe ser alta para que el potencial eléctrico sea el mismo antes y después de instalarlo. • La resistencia interna de un vóltmetro ideal es INFINITA.

  29. S G Los vóltmetros se construyen usando un galvanómetro que es un instrumento capaz de medir pequeñísimas intensidades de corriente. Por ejemplo 1 micro Amp. Se conecta una resistencia EN SERIE de modo que la corriente que circula es determinada por la diferencia de potencial y la suma de las dos resistencias. Si el galvanómetro tiene una sensibilidad de 1 A escala completa y Rg = 1 K, calcule la resistencia Rs necesaria para construír un vóltmetro de sensibilidad 100V.

  30. V2

  31. R1 1 Mohm V1 1 KV Óhmetro Los óhmetros se construyen usando una fuente de corriente constante (conocida).

  32. Se aplica la corriente conocida a la resistencia que se desea medir. Se mide el potencial eléctrico necesario para hacer circular la corriente conocida sobre la resistencia desconocida. R1 1 Mohm V1 RX V 1 KV Óhmetro Los óhmetros se construyen usando una fuente de corriente constante (conocida).

  33. Potencia eléctrica. Potencia = Trabajo realizado en cada unidad de tiempo. 1 watt = J s-1 + - Trabajo eléctrico por cada unidad de carga es1 volt = 1 joule por coulomb. Trabajo eléctrico = Número de cargas transportadas multiplicadas por diferencia de potencial. 1A Intensidad de corriente = Número de cargas por unidad de tiempo. Potencia = intensidad de la corriente multiplicada por la diferencia de potencial.1 watt = J s-1 = AV

  34. Potencia eléctrica. ? Potencia, watt = volt amper = joule/segundo watt = volt2ohm-1

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