FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA TEMA:
INSTRUMENTOS DE MEDICION
ASIGNATURA
:
PROFESOR
:
INFORME FINAL : GRUPO
:
Laboratorio de Circuitos Eléctricos I Martin Soto Cordova # 01 sábado 11am -1 pm
INTEGRANTES
CODIGOS
JAUREGUI RAMIREZ JHAN ALIPIO
16190303
RIVERA CONDOR WEBSTER GUSTO
16190271
CORDOVA PUELLES LANDER
16190256
AÑO:
2017 1
TABLA DE CONTENI DO: I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII.
INTRODUCCIÓN…………………………………………………3 OBJETIVOS……………………………………………………….4 MARCO TEÓRICO………………………………………………. 4 EQUIPOS Y MATERIALES……………………………………...6 PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS…………………………..6 CUESTIONARIO…………………………………………………8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………..9 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………. 10
2
I.
INTRODUCCIÓN
A continuación, se representaran en este trabajo los instrumentos que utilizamos en los laboratorios para medir las diferentes tensiones, resistencias, y otras variaciones de electricidad que tengan circuitos y equipos de nuestro uso diario o de experimentación. Dichos instrumentos nos ayudan a mantener a circuitos y equipos en un óptimo funcionamiento basándonos en ecuaciones y comparaciones en lo que respecta al flujo de electricidad. Los parámetros que distinguen el Uso de los instrumentos de medición son: •La intensidad la miden los Amperímetros. •La tensión la miden los Voltímetros. De esta forma, podemos enunciar los instrumentos de medición como el Amperímetro como unidad de intensidad de corriente. El Voltímetro como la unidad de tensión, el Ohmímetro como la unidad de resistencia y los Multímetros como unidades de medición múltiples. -Importancia De La Experiencia: En la obtención de conocimientos básicos para el uso y manipulación de instrumentos de medición de la corriente eléctrica que nos es de utilidad para comprender como funcionan los sistemas electrónicos que se presentan en el ambiente tecnológico que nos desenvolvemos.
3
II.
III.
OBJETIVOS Adiestrar al estudiante en el manejo de los diferentes instrumentos de laboratorio (protoboard, osciloscopio, generador de señales, multímetro digital, resistencias, fuente de tensión, miliamperímetro) Indicar al estudiante los cuidados que debe tener en cuenta cuando utiliza los diversos instrumentos de laboratorio. Trabajar con diversos instrumentos electrónicos y eléctricos teniendo en cuenta que no son ideales por lo tanto habrá un error en la magnitud obtenida.
MARCO TEÓRICO
Definición de los equipos usados en clase y su modo de uso:
Multímetro
Un multímetro es un instrumento que permite medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y diferencia de potenciales o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna. Funcionamiento El funcionamiento se basa en la utilización de un galvanómetro que se emplea para todas las mediciones. Para poder medir cada una de las magnitudes eléctricas, el galvanómetro se debe completar con un determinado circuito eléctrico que dependerá también de dos características del galvanómetro: la resistencia interna (Ri) y la inversa de la sensibilidad. Esta última es la intensidad que, aplicada directamente a los bornes del galvanómetro, hace que la aguja llegue al fondo de escala.
Fuente de poder
La Fuente de Poder o Fuente de Alimentación es componente electrónico que sirve para abastecer de electricidad al computador. Un nombre más adecuado sería el de transformador, porque convierte o transforma corriente alterna (AC) en corriente directa (DC), y baja el voltaje de 120 voltios AC a 12,5 voltios DC, necesarios para la PC y sus componentes. En la clase de laboratorio se usara una fuente de poder variable que nos permitirá ajustar el voltaje requerido en un rango de 0 hasta 20 V. 4
Generador de señales Un Generador de Funciones es un aparato electrónico que produce ondas senoidales, cuadradas y triangulares, además de crear señales TTL. Sus aplicaciones incluyen pruebas y calibración de sistemas de audio, ultrasónicos y servo. Este generador de funciones, específicamente trabaja en un rango de frecuencias de entre 0.2 Hz a 2 MHz. También cuenta con una función de barrido la cual puede ser controlada tanto internamente como externamente con un nivel de DC. El ciclo de máquina, nivel de offset en DC, rango de barrido y la amplitud y ancho del barrido pueden ser controlados por el usuario.
Osciloscopio
Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" o "Cilindro de Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza. Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos, en teoría.
5
IV.
V.
EQUIPOS Y MATERIALES Multímetro digital Miliamperímetro DC Fuente de poder DC Generador de señales Osciloscopio Protoboard Cables de conexión diversos Resistores de 1k Ωy 2kΩ PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS
1. Implementar el circuito mostrado en la figura 1.1 luego mida la caída de tensión en cada elemento y la intensidad de corriente en cada rama del circuito. Complete las tablas 1.1 y 1.2.
Tabla 1.1 VR1
VR2
VR3
VR4
Valor teórico
2.5 V
2.5 V
1.25 V
1.25 V
Valor simulado
2.5 V
2.5 V
1.25 V
1.25 V
Valor medido
2.51 V
2.53 V
1.26 V
1.26 V
Resultados: Se observa que los valores teóricos y simulados coinciden puesto que al calcularlo teóricamente se usó la ley de ohm y el programa está adaptado para usar la misma ley. El error obtenido en el valor medido se debe a factores externos como la antigüedad del equipo o el porcentaje de variación de las resistencias.
6
Tabla 1.2. IR1
IR2
IR3
Valor teórico
2.5 mA
1.25 mA
1.25 mA
Valor simulado
2.5 mA
1.25 mA
1.25 mA
Valor medido
2.6 mA
1.27 mA
1.3 mA
Resultados: Se observa algo parecido al caso anterior. El error obtenido en el valor medido se debe a factores externos como la antigüedad del equipo, el porcentaje de variación de las resistencias o en este caso el error de paralaje debido al miliamperímetro analógico. Determinar teóricamente la resistencia equivalente del circuito mostrado en la figura 1.1. Desconectando el circuito de la fuente de alimentación mida la resistencia equivalente con el multímetro en modo ohmímetro. Por último, calcule la resistencia equivalente a partir de los valores medidos de tensión de la fuente V y la intensidad de corriente I1. Complete la tabla 1.3. Resistencia teorica
2KΩ
Resistencia medida
1.97 KΩ
Resistencia calculada
1.92 KΩ
2. A continuación en el circuito de la figura 1.1, se reemplazara la fuente de poder DC por un generador de señales. Establezca como señal de salida del generador una sinusoide de 1 kHz de frecuencia y 1 V pico de amplitud. Mida con el osciloscopio el nivel de tensión pico en cada uno de los elementos del circuito. Complete la tabla 1.4. Tabla 1.4. VR1
VR2
VR3
VR4
Valor simulado
0.997
0.998
0.498
0.499
Valor medido
1.52
2.84
1.48
1.92
Valor teorico
7
VI.
CUESTIONARIO
1. ¿Qué cuidados debe tener antes de realizar una medición de intensidad de corriente eléctrica? En caso de que se mida una intensidad de corriente superior de corriente superior a la soportada por el instrumento (o el rango seleccionado), ¿Qué podría pasar? Cuidados en el uso del multímetro: La escala de medición en el multímetro debe ser más grande que el valor de la medición que se va a hacer. En caso de no conocer el valor de la medición, se debe seleccionar la escala más grande del multímetro y a partir de ella se va reduciendo hasta tener una escala adecuada para hacer la medición. Para medir la corriente eléctrica se debe conectar el multímetro en serie con el circuito a los elementos del circuito en donde se quiere hacer la medición. Cuidados en el uso del miliamperímetro: Cuando no conocemos el valor de la corriente que vamos a medir, debemos colocar la llave selectora en el rango más alto de corriente y luego ver como deflexiona la aguja; si es muy poco, significa que la corriente es más baja de lo que esperábamos y entonces pasamos al rango inmediato inferior; si ocurre lo mismo, volvemos a bajar de rango, y así sucesivamente hasta que la aguja se ubique aproximadamente en la parte superior de la escala. También debemos observar en qué sentido tiende a desplazarse la aguja: si lo hace hacia la izquierda, por debajo de cero, debemos invertir la conexión de las puntas de prueba para que la deflexión de la aguja ocurra en sentido horario. 2. ¿Qué cuidados debe tener antes de realizar una medición de tensión utilizando un osciloscopio? Procurar mantener el osciloscopio en un lugar fijo, en caso de tener que trasladarlo a) Hacerlo sujetando la manija firmemente, la cual debe de estar en posición de traslado. b) No realizar movimientos bruscos, cuidando de no golpearlo. c) Depositarlo suavemente en el lugar de trabajo y colocarlo con la manija en la posición de operación que usted elija y no moverlo más. Un mal transporte o golpe puede dañar los filamentos del TRC o algunos de sus componentes. Verificara que las ventanillas de enfriamiento (superiores y traseras) estén descubiertas para que haya circulación de aire. Verificar que las perillas de calibración estén giradas totalmente a la derecha y que la lámpara de descalibración esté apagada. Girar la perilla de intensidad aproximadamente a la mitad de su rango, con el objeto de evitar que aparezca una traza demasiado brillante que queme el fósforo de la pantalla. No anular la conexión a tierra del enchufe del osciloscopio, ya que se pierde el aterrizaje del chasis y una sobre carga puede afectar a uno o a varios de sus elementos. Nunca tratar de medir: a) Directamente la señal de tensión de la línea para ello se requiere un transformador
8
de aislamiento especial. b) Voltajes pico a pico mayores a 300 volts 3. ¿Existen diferencias en cuanto a los valores teóricos, simulados, medidos y calculados? De ser así, indique las posibles razones de estas diferencias. Sí hay diferencias, ya que los componentes utilizados como las resistencias, tienen tolerancia (campo comprendido entre el valor máximo y mínimo indicado por el fabricante), en cambio las resistencias en el simulador, son exactas. Cuando realizamos una medida no podemos conocer el valor exacto de la misma, sino que siempre tendremos un margen de incertidumbre en torno al valor que supongamos como bueno. También el origen de la falta de precisión en las medidas, lo encontramos en factores aleatorios basados en los límites físicos de los aparatos de medida o en perturbaciones ambientales o del propio sistema de medida.
VII.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES:
El voltaje, la intensidad de corriente y las resistencias son magnitudes físicas que están relacionadas mediante la ley de ohm.
Para poder medir las magnitudes eléctricas hacemos uso de los voltímetros y amperímetros.
En esta experiencia se dieron a conocer las diferentes aplicaciones de un multímetro digital para medir la intensidad de corriente, voltaje y resistencias; así como las condiciones que hay que tener el circuito antes de utilizar el multímetro digital.
Cuando se posee conocimiento suficiente para diferenciar los tipos de corriente eléctrica existentes, se logra enriquecer el conocimiento técnico sobre aquellas estructuras que se emplean cotidianamente y que hacen posible vivir en un sistema que depende de subsistemas como por ejemplo, los sistemas eléctricos que hacen funcionar los subsistemas con los que se puede prescindir de Televisión, Refrigeración, calefacción, y hasta de el uso de estufas eléctricas que dan un uso más a la corriente eléctrica.
RECOMEDACIONES:
Leer las precauciones que debemos tener al usar los instrumentos de medición como son el voltímetro y el amperímetro. No debemos tener ningún alimento ni bebida en la mesa de trabajo. Durante el desarrollo de este laboratorio es importante seguir las indicaciones al momento de medir las resistencias ya que estas no pueden estar conectadas a ninguna fuente eléctrica es decir que el circuito este abierto ya que de lo 9
contrario afectara el funcionamiento del aparato.
VIII.
Antes de realizar cualquier medición de voltaje, corriente o resistencia, asegúrese de tener la perilla en la escala adecuada para el rango que espera. Si Ud. No Conoce el rango, inicie su medida en la escala más alta.
BIBLIOGRAFÍA http://elecmanetic.blogspot.pe/2009/11/multimetro-digital-y-ana-logo.html http://www.informaticamoderna.com/F uente_AT.htm http://www.diarioelectronicohoy.com/blog/electronica-practica http://www.electronica2000.com/instrumentos/generador1.htm https://books.google.com.pe/books?id=sji zVaqQA8gC & pg=PA355&lpg=PA 355&dq=o sciloscopio&source=bl& ots=QSADVz7sd8&sig=slLs8veM1B Sdrd1lYOC_R8QXbxw& hl=es& sa=X& ved=0ahUK E wjegc7E 7rTA hUC5SYKH QblCm84FBDoAQg9MA Q#v=onepage& q=osciloscopio& f=false
10
