Guía Lab 2 Medición de tensión y resistencia eléctrica 2011-1

ELECTRICIDAD

Laboratorio 2 “MEDICIÓN DE TENSIÓN Y RESISTENCIA ELÉCTRICA”

PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

Laboratorio de Electricidad – Lab. 2

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“MEDICIÓN DE TENSIÓN Y RESISTENCIA ELÉCTRICA” OBJETIVOS: 1. Identificar las reglas de seguridad fundamentales para evitar choques eléctricos cuando se esté trabajando con tensión. 2. Medir resistencias utilizando el ohmímetro y calcular el error introducido durante la lectura. 3. Medir tensión continua utilizando el voltímetro y calcular el error introducido durante la lectura. LA SEGURIDAD La seguridad es un factor vital en toda actividad. La ocurrencia de accidentes, depende, fundamentalmente, del sentido común; por lo tanto, extreme su capacidad de observación, evalúe los riesgos y aplique medidas para eliminar la posibilidad de un accidente. Los módulos que se utilizan en este curso fueron diseñados y construidos para brindarle la máxima seguridad. Usted trabajará con tensiones potencialmente peligrosas y para prevenir accidentes, cumpla con las reglas de seguridad. NUEVE REGLAS DE SEGURIDAD PARA EVITAR LOS CHOQUES ELÉCTRICOS. 1. ANTES de trabajar con cualquier equipo, averigüe en qué condiciones está y si existe algún riesgo. 2. NUNCA confíe totalmente en dispositivos de seguridad, tales como fusiles, relevadores y sistemas de cierre. 3. NUNCA retire la conexión a tierra de enchufes, ni de cubiertas metálicas. 4. ORDEN EN LA MESA DE TRABAJO: al trabajar entre muchos cables de conexión, componentes e instrumentos, se incrementa el riesgo de cortocircuitos, choques y accidentes. Acostúmbrese a trabajar en forma sistemática y organizada. 5. NO TRABAJE SOBRE PISOS MOJADOS. Esto hace que se reduzca sustancialmente su resistencia al paso de la corriente, al haber un mejor contacto a tierra. Trabaje sobre pisos secos o pisos aislados. 6. NO TRABAJE SOLO, siempre conviene que haya otra persona para cortar la corriente, aplicar primeros auxilios o llamar a un médico. 7. NO SE DISTRAIGA MIENTRAS TRABAJE. No permita que le distraigan ni converse, mientras trabaje con equipos peligrosos. 8. MUÉVASE SIEMPRE CON PRECAUCIÓN. Cuando trabaje cerca de circuitos eléctricos, los movimientos rápidos y violentos provocan choques, accidentes y cortocircuitos.

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INTRODUCCIÓN TEÓRICA: A. TENSIÓN ELÉCTRICA La tensión o diferencia de potencial, son términos sinónimos que describen la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica. A mayor diferencia de potencial o presión que ejerza una fuente de FEM sobre las cargas eléctricas o electrones contenidos en un conductor, mayor será la tensión existente en el circuito al que corresponda ese conductor.

Figura 2.1. Tensión eléctrica. (Así funciona).

B. RESISTENCIA ELÉCTRICA La resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

Figura 2.2. Resistencia eléctrica. (Así funciona)


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C. INSTRUMENTO DE MEDIDA EL MULTÍMETRO El multímetro es un instrumento multipropósito que se utiliza, fundamentalmente, para medir resistencias, tensiones y corrientes eléctricas. Dispone de un conmutador que selecciona la FUNCIÓN (ohmímetro, voltímetro o amperímetro) y la ESCALA en la que se ubicará la magnitud a ser medida (5 V, 10 V, 500 V, 200 , 2 k , 20 k , etc.). También tiene unos bornes por donde se conectan las puntas de prueba o puntas de medición. Existen dos tipos de multímetro, los analógicos y los digitales. Los multímetros analógicos tienen una aguja y diferentes escalas. Los multímetros digitales indican el valor medido en una pantalla. Multímetro analógico

Multímetro digital

Figura 2.3. Tipos de multímetros.

EL MULTÍMETRO- FUNCIÓN OHMÍMETRO

Figura 2.4. Conexionado para medir una resistencia.

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NUNCA INTRODUZCA LAS PUNTAS DE PRUEBA DE UN OHMÍMETRO EN UN CIRCUITO ENERGIZADO.

Pregunta: ¿Por qué al momento de medir resistencia, el resistor a medi r debe estar aislado? Respuesta: Porque de no ser así, se producirían tensiones y corrientes peligrosas en el equipo de medición, pudiendo quemarse.

EL MULTÍMETRO: FUNCIÓN VOLTÍMETRO (DC) - Gire el conmutador selector a la función “tensión continua”. - Gire el conmutador selector a la escala de TENSIÓN CONTINUA MÁS ALTA. Usted puede elegir una escala menor si conoce el valor aproximado de la tensión. - Conecte la punta de prueba común al terminal negativo (-) (COM) de la batería y la otra punta de prueba al terminal (+) de la batería, tal como se muestra en la Figura 2.5.

Figura 2.5. Medición de tensión en una batería.

-

Lea el valor de la pantalla del multímetro digital.


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Figura 2.6. Conexionado para medir tensión en DC y en AC.

Para complementar el aprendizaje de este tema se sugiere que lea:

“Equipos e Instalaciones Electrotécnicas”. Pablo Alcalde San Miguel. Editorial

Paraninfo. Páginas de 11 a 15.

CÁLCULO DEL ERROR El cálculo del error relativo porcentual ( r %) se hace mediante la siguiente fórmula: εr % =

Vt

- Vm Vt

x 100 %

Donde: r

%

Vt Vm

= Error. = Valor teórico. = Valor medido.

EQUIPOS Y MATERIALES: Cantidad

Descripción

Marca

01 01 01 20

Fuente de tensión continua. Multímetro digital. Módulo de resistores. Cables de conexión.

Lab-Volt Amprobe Lab-Volt

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Modelo

Observación Terminales 7-N

33XR-A

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PROCEDIMIENTO: A. OHMÍMETRO 1. Tome el módulo de resistores y proceda a medir las resistencias con el multímetro digital, anotando los resultados en la Tabla 2.3. Vea la Figura 2.7. 2. Encuentre el error relativo porcentual. Anote los resultados en la Tabla 2.1.

Figura 2.7. Medición de las resistencias en década utilizando el ohmímetro.

Ternas a

1 Terna de resistencias

Elemento Valor teórico (Ω)

Valor medido (Ω)

r%

R1 R2 R3

a


R4 R5 R6

a


R7 R8 R9 Tabla 2.1. Medición de resistencias.

3. Utilizando el ohmímetro, tome las medidas de resistencia del cuerpo entre los siguientes puntos: Condición de contacto

(Ω)

De la mano derecha a la izquierda con los dedos secos. Tabla 2.2. Resistencias en el cuerpo humano.


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B.

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RECONOCIMIENTO DE LA FUENTE DE ENERGÍA Y SU VOLTÍMETRO 1. Localice la fuente de tensión, cerciórese de que el interruptor de ALIMENTACIÓN esté en la posición abierta “O”. 2. Marque con la letra que corresponda en el recuadro respectivo.

Figura 2.8. Fuente de energía.

El interruptor de ALIMENTACIÓN del circuito de tres polos. Las tres lámparas que indican la operación de cada una de las fases. El voltímetro CA /CC. El selector del voltímetro La perilla de control de tensión. Cable de alimentación de 380 V CA fijos (en la parte posterior). Los terminales de salida de 220 / 380 V fijos. Identificados como 1, 2, 3 y N. Los terminales de salida de 0-220/380 V variable. Identificados como 4, 5 , 6 y N. Los terminales de salida de CC fija (8 y N). Los terminales de salida de CC variable (7 y N). El botón común de REINICAR. Tabla 2.3. Reconocimiento de la fuente.

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

ADVERTENCIA ¡EN ESTE EXPERIMENTO DE LABORATORIO SE MANEJAN ALTAS TENSIONES.



NO ENERGICE SIN AUTORIZACIÓN DEL PROFESOR.



DEBE CORTAR LA FUENTE DE ENERGÍA CADA VEZ QUE TERMINE DE HACER UNA MEDICIÓN.

3. Cerciórese que la perilla de control de tensión esté en cero (completamente a la izquierda). 4. Ponga el selector del voltímetro en la posición 7-N y conecte la fuente de energía moviendo hacia arriba la palanquita del interruptor ALIMENTACION, es decir, a la posición “l” que significa conectado. 5. Gire la perilla de control de la fuente y observe cómo aumenta la tensión. Mida y anote el valor máximo de tensión CONTINUA en los terminales 7-N.

Figura 2.9. Multímetro analógico incorporado en la fuente.

Tensión máxima en CC

Terminales 7-N

Tabla 2.4. Valores máximos de tensión CC.

6. Baje la tensión a 200 V, girando la perilla de control en sentido contrario al de las manecillas del reloj. 7. APAGUE LA FUENTE. 8. Coloque el selector del multímetro en 400 VDC y conecte el multímetro digital en los bornes 7-N.

Figura 2.10. Conexión del voltímetro digital a la fuente DC variable.


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9. Conecte nuevamente la fuente de energía moviendo hacia arriba el interruptor de ALIMENTACIÓN. 10. Baje la tensión, girando la perilla de control en sentido contrario al de las manecillas del reloj. Mida y anote los valores medidos. U (analógico) U1

200

U2

100

U3

80

U4

60

U5

40

U6

20

U (digital)

%

Tabla 2.5. Medición de la tensión.

11. APAGUE LA FUENTE y desconecte el voltímetro. 12. Coloque el selector del voltímetro en la posición 8-N.

Figura 2.11. Voltímetro analógico y selector.

13. Encienda la fuente y gire la perilla de control de tensión. ¿Cambiara esta tensión si se girara la perilla de control?

Sí / No

Tensión CC. Bornes 8-N Tabla 2.6. Valores de tensión CC.

14. Reduzca nuevamente la tensión a cero y desconecte la fuente de energía cambiando el interruptor maestro a la posición inferior.

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CONCLUSIONES: Anote sus conclusiones por cada una de las experiencias realizadas. A.

Ohmímetro

............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... B.

Voltímetro

............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ...............................................................................................................................


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