Tecnologías en Electrónica y Electromecánica

Instituto Tecnológico Metropolitano

TECNOLOGÍAS EN ELECTRÒNICA Y ELECTROMECÀNICA

CIRCUITOS ELECTRICOS

TRABAJO PRACTICO EXPERIMENTAL

PRÁCTICA No. 1 FECHA: ________________

NOMBRE DEL PROGRAMA: Tecnologías en Electrónica y Electromecánica

NOMBRE DEL ACADÉMICO DOCENTE: Luis Giovanny Berrío Zabala

ASIGNATURA: Circuitos Eléctricos

GUIA DE TRABAJO EXPERIMENTAL CON ACOMPAÑAMIENTO

MEDICIÓN DE RESISTENCIAS Y CÁLCULO DE ERROR

1. JUSTIFICACIÓN

Uno de los instrumentos más comunes es el multímetro. El tecnólogo debe conocer toda la funcionalidad que éste ofrece, sus limitaciones y alcances.

Se empleará el código de colores para determinar el valor de algunas resistencias y el multímetro para medirlas. También se llevaran a cabo mediciones de voltajes y corrientes continuas.

2. OBJETIVOS

2.1. Reforzar el concepto de la ley de Ohm.

2.2. Aprender a manejar el código de colores de las resistencias

2.3. Aprender a medir tensiones continuas

2.4. Aprender a medir corrientes continuas

2.5. Aprender a utilizar el protoboard

2.6. Calcular errores en las mediciones

3. TEORÍA

Los instrumentos de medición a utilizar en el curso de la materia serán instrumentos destinados a la medición de magnitudes eléctricas. Ellos son principalmente:

 Voltímetro – mide diferencia de potencial eléctrico en voltios o submúltiplos.

 Amperímetro – mide intensidad de corriente eléctrica en amperio o submúltiplos.

 Óhmetro – mide la resistencia eléctrica en Ohmios () o submúltiplos.

Los amperímetros y voltímetros pueden ser utilizados para mediciones en corriente continua o alterna, o ambas. Los tres instrumentos antes mencionados pueden presentarse en forma independiente o agrupados en un solo instrumento llamado Multímetro o, como se lo denomina comúnmente, Tester.

En cualquiera de los casos, los instrumentos poseen un selector de escalas, para seleccionar el rango de medición.

La lectura de la medida realizada dependerá del tipo de instrumento utilizado, analógico o digital. En los de aguja o analógicos, las lectura se indica en una escala graduada y el índice indicador esta compuesto por una aguja o por un fino haz de luz y en los digitales, la lectura se realiza directamente por medio de un display numérico indicador.

En instrumentos de aguja el movimiento del índice indicador es, generalmente, de izquierda (cero) a derecha (máximo campo de medida o fondo de escala), salvo en el óhmetro en que el cero se encuentra a la derecha y el máximo campo se encuentra a la izquierda y vale infinito.

En los voltímetros y amperímetros el cero se encuentra al principio de la escala y al final de la escala, llamado fondo de escala, le corresponde el máximo valor posible de medir en esa escala.

En los óhmetros el principio de escala indica el valor de infinito y el final de escala, el cero.

Como las magnitudes a medir están comprendidas en un rango muy amplio de valores, los voltímetros y amperímetros poseen un selector que nos permite escoger la escala que mejor se adecue al valor de la magnitud a medir. Esto es, el valor a medir quedará comprendido entre el cero y un valor máximo, denominado fondo de escala, que será superior al mismo.

Por ejemplo: si se desea medir una intensidad de corriente de 3 A, y el instrumento posee un selector de escala con rangos entre 0 - 2 A, 0 - 5 A y 0 - 10 A, se seleccionará la escala de 0 - 5 Amp. Los valores de 2 A, 5 A, y 10 A nos están indicando el máximo valor que es posible medir en dicha escala o, su fondo de escala. De igual manera se procede en los voltímetros.

En los óhmetros ocurre algo similar pero el procedimiento de lectura es un tanto diferente, a saber: por lo general, en el selector de escala de un instrumento de aguja se leerá, por ejemplo, X0,1; X1; X10; X1K, etc., estos valores no indican, como en los casos anteriores, el máximo valor a medir, sino que son factores multiplicadores de la escala.

Por ejemplo, si se efectúa una medición de resistencia con el selector en la posición X1, la lectura en la escala es directa. En cambio, si el selector se encuentra en la posición X10, el valor leído sobre la escala deberá multiplicarse por un factor de 10; así, si la aguja indica 10 unidades, la magnitud medida será 10 X 10 Ohm = 100 Ohm.

Algunos Multímetros (Tester) cuentan separadamente con un selector de función o tipo de magnitud a medir (voltaje, corriente, resistencia) así como con un selector de tipo de señal a medir, corriente continua (CC) o corriente alterna (AC). En otros, todas estas funciones se encuentran agrupadas en un solo selector donde, la medición de voltaje o intensidad tanto en CC como en AC, tienen cada uno su propio rango de escala en un mismo selector.

A continuación se muestra un ejemplo de un multímetro digital y algunas indicaciones básicas de medida de parámetros eléctricos.

3.1. VOLTIMETRO

El voltímetro es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial (ddp) o tensión ENTRE DOS PUNTOS. La unidad de medida es el Voltio [V]. La ddp puede ser medida en CC o AC, según la fuente de alimentación utilizada.

Importante! antes de utilizar el instrumento tenga en cuenta estas instrucciones:

 verificar el tipo de señal que suministrará la fuente de alimentación, y constatar que el selector de escala se encuentre en la posición adecuada, AC o DC, igual si va a medir resistencias.

 Luego se debe estimar o calcular por medio analítico el valor de ddp a medir y con ello seleccionar el rango de escala adecuado, teniendo en cuenta que el fondo de escala sea siempre superior al valor a medir.

 En el caso que no sea posible estimar ni calcular la ddp a medir, se deberá seleccionar la escala de mayor rango disponible y luego de obtener una medición adecuar el rango de escala, si fuera necesario.

 Para el caso de instrumentos de aguja, es aconsejable que la lectura se efectúe siempre en la segunda mitad de la escala, ya que allí se comete menor error.

 Cuando se debe medir en CC se deberá tener en cuenta la polaridad del instrumento, observando que para ello los cables del mismo se hallan diferenciados por su color siendo, por convención, el color rojo para la polaridad positiva y el color negro para la polaridad negativa; los bornes del instrumento están indicados con los signos (+) y (-) o COM respectivamente.

 Para el caso de instrumentos de aguja (analógicos), al conectarlos con la polaridad incorrecta se observará que la aguja deflexionará en sentido contrario (de derecha a izquierda), lo que puede causar deterioro del mecanismo de medición del instrumento; para los instrumentos digitales, una inversión en las terminales de medición se muestra en el display con signo negativo

 En caso de desconocer la polaridad de la fuente de alimentación, o ante cualquier duda sobre la selección de escala, consultar con el personal de laboratorio.

 Cuando se vaya a medir en AC no se tendrá en cuenta la polaridad debido a que se trata de corrientes no polarizadas.

3.2. AMPERIMETRO

Es un instrumento destinado a medir intensidad de corriente, tanto en corriente continua como en alterna. La unidad de medida es el Ampere [A] Para el manejo de éste instrumento se deberán observar las mismas precauciones que para el uso del voltímetro.

3.3. OHMETRO

Instrumento destinado a medir valores de resistencias. La unidad de medida es el Ohm []

Este instrumento no posee polaridad. La medición de resistencia debe efectuarse siempre con al menos uno de los bornes del elemento resistivo desconectado del resto del circuito.

3.4. CONEXIONES DE LOS DISTINTOS INSTRUMENTOS:

3.4.1. VOLTIMETRO: Medición de la ddp (Caída de potencial sobre los elementos pasivos o activos).

Importante: Observar la polaridad para el caso de CC. Como el voltímetro es el instrumento que se emplea para medir la diferencia de tensión entre dos puntos, SE DEBE INSTALAR POR LO TANTO ENTRE ESOS DOS PUNTOS, EN PARALELO EL ELEMENTO QUE SE DESEA MEDIR. (Fig. 1) Según lo dicho en el párrafo anterior, un voltímetro ideal sería aquel que no dejase pasar intensidad a través de él, lo que equivale a decir que presentase una resistencia muy grande entre sus terminales (circuito abierto).

Fig. 1 Conexión de un voltímetro

3.4.2. AMPERIMETRO: Medición de la intensidad de corriente en el circuito.

Importante: Observar la polaridad para el caso de CC. Como el amperímetro se emplea para medir la intensidad que circula a través de un elemento de un circuito, SE DEBE INSTALAR EN SERIE con el elemento cuya intensidad se desea medir. (Fig. 2)

El amperímetro ideal sería aquel en el que se produjera una caída de tensión nula entre sus extremos, esto equivale a decir que presentase entre sus terminales una resistencia cero (cortocircuito). Ahora bien, siempre hay una resistencia interna asociada, lo que lleva consigo la aparición de errores en las medidas.

Fig. 2 Conexión de un amperímetro

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