Ingeniería En Energía
LABORATORIO DE FISICA III MEDICIONES Y CIRCUITOS ELECTRICOS I.
OBJETIVOS
Utilizar correctamente el multitester como instrumento para medir: diferencia de potencial, intensidad de corriente y resistencia resistenci a eléctrica. eléctrica . Reconocer el valor de de resistencias de acuerdo al código de colores y comprobarlo usando el ohmímetro. Medir los parámetros eléctricos de un circuito resistivo en serie, paralelo y mixto.
II.
FUNDAMENTO TEORICO MEDICIONES ELECTRICAS importancia de los inst rumentos rumentos eléctricos de medición es incalculable, incalculable, ya La importancia que mediante el uso de ellos se miden e indican magnitudes eléctricas, como corriente, corriente, carga, potencial potencial y energía, energía, o las características eléctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad, la capacitancia capacitancia y la induc tancia. Además que permiten localizar las causas de una operación defectuosa en aparatos eléctricos en los cuales, como es bien sabidos, no es posible apreciar su funcionamiento en una forma visual, como en el caso de un aparato mecánico. La información que suministran los instrumentos de medición eléctrica se da normalmente en una unidad eléctrica estándar: ohmios, voltios, amperios, culombios, culombios, henrios, henrios, farad f aradios, ios, vatios o julios.
MULTIMETRO: Un multímetro , a veces también denominado polímetro pol ímetro o tester, es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos y magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuenteme frecuentemente nte por personal personal en toda la gama de electrónica y electricidad. electricid ad. Existen multímetros analógicos y multímetros digitales. Los multímetros analógicos son los más comunes por su sencillez, portabilidad y tamaño compacto. Además son más baratos que los multímetros digitales y resultan más convenientes de emplear en ciertas situaciones, situaciones, po r ejemplo cuando cuando es necesario medir cambios de voltaje o de corriente. En general, todos los multímetros analógicos emplean una bobina móvil la cual se encarga de desplazar una aguja. El montaje físico se conoce como cuadro móvil o instrumento de D´Arsonval y consta de una bobina de alambre muy fino arrollada sobre un tambor que se encuentra montado entre los polos de un imán permanente, cuando circula una corriente directa a lo largo de la bobina, bobina, el campo magnético magnético generado generado por el paso de la corriente corriente dir ecta a lo largo de la bobina, el campo magnético generado por el paso de la corriente interactúa con el campo magnético del imán.
Blas Reyes Víctor Manuel
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VOLTIMETRO Un voltímetro es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Se usa tanto por los especialistas y reparadores de artefactos eléctricos, como por aficionados en el hogar para diversos fines; la tecnología actual ha permitido poner en el mercado versiones económicas y al mismo tiempo precisas para el uso general, dispositivos presentes en cualquier casa de ventas dedicada a la electrónica. Los voltímetros, en esencia, están constituidos de un galvanómetro sensible que se conecta en serie a una resistencia extra de mayor valor. A fin de que durante el proceso de medición no se modifique la diferencia de potencial, lo mejor es intentar que el voltímetro utilice la menor cantidad de electricidad posible. Lo anterior es posible de regular con un voltímetro electrónico, el que cuenta con un circuito electrónico co n un adaptador de impedancia. Un voltímetro siempre se coloca en paralelo
Fig. N° 2: instalación el voltímetro.
OHMÍMETRO El ohmímetro u óhmetro es un dispositivo que sirve para medir resistencias. Está integrado en un polímetro o multímetro , siendo éste un aparato polivalente ya que también mide voltajes e intensidades de corriente, entre otras magnitudes. El óhmetro encuadrado en un polímetro analógico aplica, mediante una pila interna, una diferencia de potencial entre sus terminales cuand o no existe en ellos ninguna resistencia y por ello la aguja del aparato marca la máxima lectura. uando en los terminales se coloca la resistencia que se desea medir se produce una caída de tensión y la aguja se desplaza hacia valores inferiores, esto es, de derecha a izquierda. En el polímetro las escalas del voltaje e intensidad crecen de izquierda a derecha, mientras que la escala de resistencias lo hace al revés. La medición en el circuito siempre es en paralelo con respecto al elemento a medir.
Fig. N° 3: instalación el ohmímetro. Blas Reyes Víctor Manuel
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y
y
Sería demasiado difícil ver números grandes marcados en resistencias pequeñas. Por ejemplo: . . ohmios en una resistencia de / de vatio no se vería muy bien. Si la resistencia queda en cierta posición en el circuito, se taparía este número y no se podría leer su valor.
Las bandas de colores que tienen este tipo de resistencias alrededor de su cuerpo, parece que resuelven todos estos problemas. En este código, cada color corresponde a un número en particular. Hay dos códigos de colores para las resistencias de carbón. El de o bandas y el de bandas.
Para leer el código de colores de una resistencia, ésta se debe tomar en la mano y colocar de la siguiente forma: la línea o banda de color que está más cerca del borde se coloca a la izquierda, quedando generalmente a la derecha una banda de color dorado o plateado.
Ta la N°
: có igo e colores ara resistencias e car ón.
Blas Reyes Víctor Manuel
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Cuando leemos el código de colores debemos recordar: . La primera banda representa la primera cifra. . La segunda banda representa la segunda cifra. . La tercera banda representa el número de ceros que siguen a los dos primeros números. Si la tercera banda es negra no hay ceros en el número, si esta banda es dorada se divide por y si esta banda es plateada se divide por . . La cuarta banda representa la tolerancia. Esta es usualmente dorada que representa un %, plateada que es del %, café o marrón indica el %, el rojo indica un % y si no tiene banda es del %.
Tolerancia Se ha mencionado que la cuarta banda indica la tolerancia de la resistencia. Esta tolerancia o precisión significa que el valor real no es necesariamente el mismo que indica el código. Un % de tolerancia significa que el valor real puede ser un % mayor o menor que el valor que indic a el código. Por ejemplo, para una resistencia de . ohmios con una tolerancia del % se puede tener en la práctica, cualquier valor entre 9. y . ohmios. El % de . es . Esta tolerancia se debe a la precisión del proceso de fabricación de esas resistencias ya que las máquinas depositan una capa ligeramente mayor o menor del compuesto resistivo. Se fabrican resistencias con tolerancias del comunes , %, %, . %, . % y más.
%,
%, % que son las más
El costo de las resistencias sube considerablemente a medida que su precisión aumenta. ebemos utilizar por lo tanto las resistencias más económicas posibles pero que no alteren la operación del circuito. Por lo general, para los circuitos y proyectos básicos se utilizan resistencias con una tolerancia del %.
CIRCUITOS ELECTRICOS. Un circuito eléctrico consiste de un conjunto de dispositivos, capaces de transformar la ener gía eléctrica en otra u otras formas de energía ., estos dispositivos pueden es tar asociados en serie, paralelo o una combinación de estos, siempre y cuando exista por lo menos una trayectoria cerrada por la cual fluya la corriente. e acuerdo al tipo de corrie nte que circula por el circuito este puede ser.
e corriente continua CC) cuando la corriente en cualquiera puntos circula siempre en la misma dirección.
e corriente alterna C A) cuando la corriente en cualquier punto camb ia su dirección alternativamente.
de sus
En esta práctica solo se analiza circuitos en corriente continua CC). e acuerdo a la configuración de sus componentes los circuitos en su configuración más simple pueden ser.
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CIRCUITO SERIE Es un circuito en el cual sus componentes están dispuestos de forma que por todos ellos circule la misma corriente, tal como se muestra en la fig. .
Fig. N° 4: circuito en serie e acuerdo a la ley de ohm, la diferencia de potencial entre los extremos de cada resistencia es:
)
e acuerdo al principio de conservación de la energía la suma de las diferencias de potencial debe ser igual al voltaje aplicado: )
Reemplazando
) en
) se obtiene: )
onde:
)
Re : se denomina resistencia equivalente del circuito.
CIRCUITO PARALELO Es aquel circuito en el cual dos o más elementos se conectan de tal manera que están sometidos al mismo voltaje, como se muestra en la figura .
Fig. N° 5: circuitos con resistencias asocia as en aralelo Blas Reyes Víctor Manuel
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las corrientes a través de cada resistencia son:
)
Considerando la conservación de la carga eléctrica se demuestra que la suma de las corrientes en las ramas es igual a la corriente total que pasa por la fuente E. 6) De
) y 6) se demuestra que la resistencia e quivalente del circuito paralelo cumple la siguiente función :
III.
7)
MATERIALES Y EQUIPO
Multitester analógico
Multitester digital
Fuente de tensión continua
Tablero de resistencias
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IV.
PROCEDIM IENTO A. US O DEL
y
y
y
VOLTIMETRO
Instalar el circuito de la figura 4 (calibrar la tensión en los bornes de la f uente a 5 V).
Con el voltímetro proceder a medir el volta je en cada una de las resistencias (elegir un rango y escala adecuada parauna f ácil lectura).
Anotar los resultados en la tabla N° 02.
TABLA N°
E( )
V1( )
V( )
0 V( )
5
1 .1
1.
0.
V( )
V( )
1 .2
0 .08
Bl s
s Ví to
nu l
Ingenie ía En Ene gía B. US O DEL AMPE RIMETRO
y
anteniendo el mismo volta je en la f uente instalar el circuito mostrado en la figura
Fi
y
y
. N° 06
circuito
mixto (ser ie ± paralelo)
Con ayuda del voltímetro medir el volta je en cada resistencia. Anotar los valores en la tabla N° 03.
Cambiar el modo de f uncionamiento del voltímetro a amper ímetro y medir la intensidad de corr iente a través de cada resistencia. Anotar los valores en la tabla N° 03.
TABLA N°
E( )
V1( )
V( )
0 V( )
5
1.28
1.28
1.
2
2.5
I()
I1
I
I
I
I
1 .2
3.8
2.5
0.5
5.
.5
V( )
V( )
Bl s
s Ví to
nu l
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C. USO DEL OHMIMETRO Y CODIGO DE COLORES y
y
y
Apagar la fuente de tensión y retirar los cables de conexiones de tal manera que las resistencias queden totalmente aisladas una de otra.
De
acuerdo al código de colores determinar el valor nominal o teórico) de cada resistencia. Anotar los valores en la tabla ° .
Usando el multitester en modalidad de ohmímetro medir el valor real experimental) de cada resistencia. Calibrar el ohmímetro antes de cada medida. Anotar sus valores en la tabla ° .
TABLA N° 4 R R R R R R
COLORES aranja, naranja, marrón, dorado Amarillo, violeta, marrón, dorado Rojo, verde, marrón, dorado aranja, blanco, rojo, dorado aranja, naranja, marrón, dorado
Rteo. 7
Re
.
6 6
9 9
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V.
PROCESAMIENTO
y
DE DATOS
Según los atos e la ta la N° 2, veri icar si cum le la ecuación 2 Sea:
E v) : voltaje suministrado Vi v) : voltaje de las resistencias Por el principio de conservación de energía la suma de las diferencias de potencial debe sr igual al voltaje aplicado y
Tenien o en cuenta los valores e erimentales e las resistencias, eterminar la intensi a e corriente a través e ca a resistencia el circuito e la igura 4 usar atos e la ta la N° 2 Para poder determinar la intensidad de corriente a través de las resistencias vamos a utilizar la siguiente relación que deducimos de la ecuación ).
VI.
BIBLIOGRAFIA
http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/resistencia.htm
http://fismat.uia.mx/examen/servicios/laboratorios/fisica/pdf practicas/FU /Codigo% de% colores.% TD.pdf
http://html.rincondelvago.c om/instrumentos de medicion de tension electrica.html
Blas Reyes Víctor Manuel
