Práctica: Caracterización de un Voltímetro Analógico

Summary

Este script detalla el desarrollo de una práctica para caracterizar un voltímetro analógico, enfocándose en determinar su rango, resolución, legibilidad, precisión, exactitud y sensibilidad. Se calcula la incertidumbre de las mediciones y se grafica la curva de calibración para obtener el modelo matemático del instrumento. El objetivo es evaluar el rendimiento del voltímetro y su capacidad para medir con precisión y confiabilidad, utilizando un método de medición comparativa y análisis de datos.

Takeaways

• 🔍 El objetivo del video es desarrollar la práctica de caracterización de un voltímetro analógico, incluyendo la determinación de su rango, resolución, legibilidad, precisión, exactitud y sensibilidad.
• 📏 El rango de un voltímetro es el intervalo de valores que puede medir, en este caso, de 0 a 50 volts para el voltímetro analógico mencionado.
• 📐 La resolución es el intervalo más pequeño que se puede medir con un error mínimo, y para el voltímetro analógico es de un voltio.
• 👀 La legibilidad se refiere a la facilidad con la que se pueden leer las mediciones en el instrumento, y en este caso se describe como excelente.
• 📊 Las características dinámicas, como la exactitud y la precisión, se determinan después de utilizar el instrumento y describen su comportamiento ante mediciones repetidas.
• 📈 La exactitud se calcula comparando el valor patrón con el valor leído, y la precisión se estima a partir de la dispersión de las lecturas.
• 📉 La sensibilidad es la relación de desplazamiento entre el valor leído y el valor patrón, y es crucial que sea cercana a uno para una buena calibración.
• 📚 El error de calibración se determina a partir de la ordenada al origen en la curva de calibración, que es esencial para ajustar el instrumento correctamente.
• 🔧 El procedimiento experimental incluye el uso de una fuente de poder, un voltímetro digital, un amperímetro y un foco incandescente para medir y calibrar el voltímetro analógico.
• 📉 La curva de calibración es una gráfica que representa la relación entre los valores patrón y los valores leídos, y es esencial para determinar la sensibilidad y el error de calibración.
• 🔢 La incertidumbre en las mediciones se cuantifica a través de la desviación estándar dividida por la raíz del número de datos, proporcionando una medida de la duda sobre el resultado de la medición.

Q & A

¿Cuáles son los objetivos de la práctica de caracterización de un voltímetro analógico?

Los objetivos son determinar el rango, la resolución y la legibilidad del voltímetro, calcular la precisión y la exactitud para cada valor patrón, determinar la incertidumbre para las mediciones, obtener valores representativos para los valores patrónes, obtener la curva de calibración y su ecuación, y determinar la sensibilidad y el error de calibración del voltímetro.

¿Qué son las características estáticas y dinámicas de un instrumento de medición?

Las características estáticas son aquellas que se identifican sin utilizar el instrumento, como el rango, resolución y legibilidad. Las dinámicas describen el comportamiento ante una entrada variable y incluyen la exactitud, precisión y sensibilidad.

¿Cómo se define el rango de un voltímetro analógico?

El rango es el intervalo de valores que se pueden medir con el instrumento, por ejemplo, de 0 a 50 volts para el voltímetro analógico mencionado en el script.

¿Qué es la resolución de un instrumento de medición y cuál es la resolución del voltímetro analógico del script?

La resolución es el intervalo más pequeño que se puede medir con error mínimo. En el caso del voltímetro analógico del script, la resolución es de un voltio.

¿Cómo se evalúa la legibilidad de un voltímetro analógico?

La legibilidad se evalúa cualitativamente, considerando la nitidez de los números, las marcas de las divisiones y los colores de las carátulas. En el script, la legibilidad del voltímetro es considerada excelente.

¿Cómo se calcula la precisión de un voltímetro analógico?

La precisión se calcula estimando la dispersión del conjunto de valores leídos en mediciones repetidas de la misma magnitud, utilizando la expresión que involucra el valor leído promedio y el valor más alejado del promedio.

¿Qué es la exactitud de un instrumento de medición y cómo se calcula?

La exactitud es el grado de concordancia entre el valor patrón y el valor leído. Se calcula con la expresión que involucra el valor patrón y el valor leído promedio.

¿Qué es la sensibilidad de un voltímetro analógico y por qué es importante que sea cercana a uno?

La sensibilidad es la relación de desplazamiento entre el valor leído y el valor patrón, es decir, la pendiente de la curva de calibración. Es importante que sea cercana a uno para indicar que el voltímetro está respondiendo proporcionalmente a los cambios en la magnitud medida.

¿Cómo se determina la incertidumbre de las mediciones de un voltímetro analógico?

La incertidumbre se determina como la desviación estándar dividida por la raíz del número de datos o como la mitad de la resolución si las medidas son reproducibles.

¿Cómo se grafica la curva de calibración de un voltímetro analógico y qué se interpreta de ella?

Se grafican los valores patrón en el eje de las abscisas y los valores leídos promedio en el eje de las ordenadas. La curva resultante, que debe ser una recta, permite determinar la sensibilidad y el error de calibración del voltímetro a través de la pendiente y la ordenada al origen.

¿Cómo se describe el procedimiento experimental para caracterizar un voltímetro analógico según el script?

El procedimiento incluye analizar el voltímetro, verificar su ajuste mecánico, conectar los cables, imponer voltajes con la fuente de poder, tomar lecturas en el voltímetro analógico y digital, calcular los valores promedio y determinar la precisión, exactitud e incertidumbre, y finalmente obtener la curva de calibración.