I.
INTRODUCCION
En este laboratorio se darán a conocer las diferentes funciones de un multímetro digital ya sea como voltímetro, óhmetro y amperímetro. El mult multím ímet etro ro digi digita tall es un apar aparat ato o util utiliz izad ado o para para medi medirr los los efec efecto toss que que se producen al activar un circuito eléctrico con mayor exactitud que los medidores análogos. or otra parte usaremos las resistencias resistencias eléctricas y sus códigos de colores para determinar el valor nominal de cada uno de los resistores y compararlos con el valor leído en el multímetro. Esta experiencia se clasifica en tres secciones relacionadas con las diferentes aplicaciones del multímetro digital para medir corriente, volta!e y resistencia" y cada una de estas con sus respectivas reglas antes de efectuar la medición con el multímetro digital.
II.
MARCO TEORICO
1. MU MUL LTÍM ÍMET ETRO RO..- Es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas, como corrientes y potenciales #tensiones$, o pasivas, como resistencias, capacidades y otras. %as medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. %os hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma, con alguna variante a&adida. 'e basa en la utilización de un instrumento de medida, un galvanómetro muy sensible que se emplea para todas las determinaciones. ara poder medir cada una de las magnitudes eléctricas, el galvanómetro se debe completar con un determinado circuito eléctrico que dependerá también de dos características del galvanómetro( la resistencia interna #)i$ y la inversa de la sensibilidad. Esta *ltima es la intensidad que, aplicada directamente a los bornes del galvanómetro, hace que la agu!a llegue al fondo de escala. +demás del galvanómetro, el polímetro consta de los siguientes elementos( %a escala m*ltiple por la que se desplaza una sola agu!a, permite leer los valores de
las diferentes magnitudes en los distintos márgenes de medida. n conmutador permite cambiar la función del polímetro para que act*e como medidor en todas sus versiones y márgenes de medida. %a misión del conmutador es seleccionar en cada caso el circuito interno que hay que asociar al instrumento de medida para reali realiza zarr cada cada medi medici ción. ón. -os -os o más más born bornas as eléc eléctr tric icas as perm permititen en conec conecta tarr el polímetro a los circuitos o componentes exteriores cuyos valores se pretenden medir. %as bornas de acceso suelen tener colores para facilitar que las conexiones exteriores se realicen de forma correcta. instru rumen mento to que que sirv sirve e para para medi medirr la dife difere renc ncia ia de 2. VOLTÍMETR ETRO.- Es un inst potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. ara efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en paralelo" esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión. ara ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con poca poca inte intensi nsida dad d de corri corrien ente te a trav través és del del apara aparato to se consi consigu gue e el mome moment nto o necesario para el desplazamiento de la agu!a indicadora. En la actualidad existen dispositivos digitales que realizan la función del voltímetro presentando unas características de aislamiento bastante elevadas empleando comple!os circuitos de aislamiento.
3. AMPER MPERÍÍMETR METRO. O.-- es un instrumento que se utiliza para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. n microamperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio. En términos generales, el amperímetro es un simple galvanómetro #instrumento para detectar peque&as cantidades de corriente$, con una resistencia en paralelo, llamada resistencia shunt. -isponiendo de una gama de resistencias shunt, se
puede disponer de un amperímetro con varios rangos o intervalos de medición. %os amperímetros tienen una resistencia interna muy peque&a, por deba!o de / ohmio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito eléctrico. El aparato descrito corresponde al dise&o original, ya que en la actualidad los amperímetros utilizan un conversor analógico0digital para la medida de la caída de tensión en un resistor por el que circula la corriente a medir. %a lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente eléctrica circulante. %os sistemas de medida más importantes son los siguientes( magnetoeléctrico, electromagnético, electrodinámico y digital, cada una de ellas con su respectivo tipo de amperímetro. ara efectuar la medida es necesario necesario que la intensidad intensidad de la corriente circule circule por el amperímetro, por lo que éste debe colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente. El amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más peque&a posible posible con la finalidad finalidad de evitar una caída de tensión tensión apreciable #al ser muy peque&a permitirá un mayor paso de electrones para su correcta medida$. ara ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, están dotados de bobinas de hilo grueso y con pocas espiras. En algunos casos, para permitir la medida de intensidades superiores a las que podrían soportar los delicados devanados y órganos mecánicos del aparato sin da&arse, se les dota de un resistor de muy peque&o valor colocado en paralelo con el devanado, de forma que solo pase por éste una fracción de la corriente principal. + este resistor adicional se le denomina shunt. +unque la mayor parte de la corriente pasa por la resistencia de la derivación, la peque&a cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la intensidad total por lo que el galvanómetro se puede emplear para medir intensidades de varios cientos de amperios.
%a pinza amperimétric amperimétrica a es un tipo especial de amperímetro amperímetro que permite permite obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la intensidad de la corriente.
OHMÍMETRO.- es un instrumento para medir la resistencia eléctrica. 'u dise&o se compone de una peque&a batería para aplicar un volta!e a la resistencia de ba!a medida, para luego, mediante un galvanómetro, medir la corriente que circula a través de la resistencia. %a escala del galvanómetro que está calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicación de la ley de 1hm, al ser el volta!e de la batería fi!a, la intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de la resistencia ba!o ba!o medi medida da,, esto esto es, a menor menor resi resist stenc encia ia mayor mayor inte intensi nsida dad d de corri corrien ente te y viceversa. Existen también otros tipos de óhmetros más exactos y sofisticados, en los que la batería ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de intensidad constante 2, la cual se hace circular a través de la resistencia ) ba!o prueba. %ueg %uego, o, medi median ante te otro otro circ circui uito to se mide mide el volt volta! a!e e 3 en los los extr extrem emos os de la resistencia. -e acuerdo con la ley de 1hm el valor de ) vendrá dado por( R=
V I
ara ara medi medida dass de alta alta preci precisi sión ón la dispo disposi sici ción ón indi indicad cada a anteri anteriorm orment ente e no es apropiada, por cuanto que la lectura del medidor es la suma de la resistencia de los cables de medida y la de la resistencia ba!o prueba. ara evitar este inconveniente, un óhmetro de precisión tiene cuatro terminales, denominados contactos 4elvin. -os terminales llevan la corriente constante desde el medidor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la medida del volta!e volta!e directamente directamente entre terminales de la misma, misma, con lo que la caída de tensión en los conductores que aplican dicha corriente constante a la resistencia ba!o prueba no afecta a la exactitud de la medida.
El 5hmetro fue inventado por po r el físico alemán 6eorge 'imon +lfred +lfred 1hm.
4. CAPA CAPACÍ CÍME METR TRO. O.-- es un equipo de prueba electrónico utilizado para medir la capa capaci cida dad d o capa capaci cita tanc ncia ia de los los cond conden ensa sado dore res. s. -epe -epend ndie iend ndo o de la sofisticación del equipo, puede simplemente mostrar la capacidad o también puede medir una serie de parámetros tales como las fugas, la resistencia del dieléctrico o la componente inductiva. 7uchos multímetros también contienen una función para medir capacidad pero no la mide sino la compara. 'uelen operar mediante el proceso de la carga y descarga del condensador en virtud del aumento de la tensión resultante. %a tens tensió ión n varía varía de modo modo más más lent lento o cuant cuanto o mayor mayor sea sea la capa capaci cita tanci ncia. a. Esto Estoss dispositivos pueden medir valores en el rango de nanofaradios a unos pocos cien ciento toss
de
micr microf ofar arad adio ios. s.
8uan 8uando do
est estemos emos
traba raba!!ando ando
compr omprob oba ando ndo
condensadores en una placa, es me!or de9soldarlos debido a que el multímetro puede dar un valor erróneo. :ambién es com*n encontrar medidores %8) que permiten medir las magnitudes de inductancia, resistencia y capacitancia. %os instrumentos instrumentos modernos por lo general incluyen una pantalla pantalla digital, así como modos de ensayos automatizados simples que permiten su uso en entornos de producción. ;ay instrumentos más sofisticados que permiten medidas muy precisas, tales como los basados en un circuito circuito puente. 3ariando 3ariando los valores de los otros tramos en el puente, a fin de que el mismo se equilibre, el valor del condensador desconocido desconocido será determinado determinado a partir partir de los valores valores de los otros condensadores condensadores patr patrón ón util utiliz izad ado. o. El puen puente te por por lo gene genera rall tamb tambié ién n pued puede e medi medirr los los otro otross parámetros de resistencia e inductancia, de interés para los técnicos. 7ediante el uso de conexiones conexiones 4elvin y otras técnicas de cuidado cuidado dise&o, dise&o, estos instrumentos instrumentos puede pueden n medi medirr cond condens ensad ador ores es gener general alme ment nte e en un rango rango que que abarc abarca a desde desde picofaradios a faradios.
III.
PART RTE E EX EXPERIME MENT NTA AL
Instruments ! m"ter#"$es% • • • • • •
n multímetro digital n potenciómetro na fuente de tensión continua 8on!unto de resistencias na pila de <3 8ables de conexión
Pr&e'#m#ent%
rimer rimero o medimo medimoss el volta!e volta!e suminist suministrad rado o por la pila haciendo haciendo uso del
multímetro como voltímetro. 'e procedió a instalar el circuito de la figura =>?. sando voltímetro se midió 3/, 3@, 3A, 3B, 3C, como también la tensión proporcionada por la fuente.
'e interr interrum umpi pió ó el sumini suminist stro ro de tensió tensión n al circui circuito to
e inst instal alam amos os el
amperímetro para medir las intensidades de corriente eléctrica para las ramas ab, bc y be, una por una, luego se encendió la fuente para hacer la
medición respectiva. 'e interrumpió el suministro de tensión al circuito y sacar cada elemento #resistores$ para medir su resistencia con el ohmímetro.
'e instaló el circuito seg*n la figura =>D. sar el voltímetro para medir la tens tensió ión n de sali salida da en los los punt puntos os + y haci hacien endo do vari variar ar el curs cursor or del del potenciómetro.
IV.
RE(ULTADO(
-atos de los valores de las resistencias obtenidas utilizando el multímetro N°
V(V)
I (A)
R1
8.24
0.819
9.89
R2
0.297
0.00381
6.72
R3
0.212
0.766
0.267
R4
0.086
0.766
0.1076
R5
1.633
0.819
1.968
R(
Ω¿
Valores obtenidos de corriente y diferencia de potencial por el multímetro de cada una de las resistencias asociadas. Valores de las resistencias obtenidos por el multímetro que este se mide en !mios "#$.
%e procede a calcular las resistencias resistencias R1 , R2 , … , R 5 a partir de las medi medida das s de &olt &olta' a'e e y corr corrie ient nte e !ec! !ec!as as en el mult multím ímet etro ro(( se obtienen los si)uientes datos.
V.
DI(CU(ION
El multímetro lo operamos con corriente directa para las tres mediciones. ero tenemos otra opción que es el volta!e de corriente alterna, el cual se utiliza tanto tanto en instalaciones domésticas como industriales. ara realizar las mediciones de corriente eléctrica, potencial eléctrico y resistencia eléctrica se tenía que tener en cuenta las conexiones dentro del circuito eléctrico. Es así que para medir la corriente eléctrica el amperímetro se colocó en serie, de tal manera que la corriente pasa a través del mismo. ara medir el potencial eléctrico el voltímetro se colocó en paralelo y para la resistencia eléctrica se separó el circuito y se midió. El uso uso del del mult multíímetr metro o nos nos perm permitite e loca localiliza zarr las las caus causas as de una una oper operac ació ión n defectuosa de aparatos eléctricos que tenemos y que de forma visual no se evidencia el estado de su funcionamiento.
VI.
CONCLU(IONE( •
•
•
•
•
n multímetro, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales #tensiones$ o pasivas como resistencias, capacidades y otras. El uso uso inad inadec ecua uado do del del mult multíímetr metro o como como volt voltím ímet etro ro,, ampe amperí ríme metr tro o y ohmímetro nos llevará a una medición errada. or e!emplo se debe tener en cuen cuenta ta sele selecc ccio iona narr la esca escala la más más alta alta,, ya sea sea un mult multím ímet etro ro digi digita tall o analógico e ir reduciendo la escala hasta encontrar la más adecuada. 8uando en el circuito se agrupan las resistencias y la fuente de potencial en serie la suma de los valores de cada resistencia nos da la resistencia total del circuito. %a corr corriient ente que que pas pasa por por la mism misma a seri serie, e, es la mism misma a para para cada cada resistencia. %a fuente que se utilizó estuvo a /F 3, lo que quiere decir que las mediciones que se hicieron estaban en ese límite.
VII. VI I.
VIII.
O)(E O) (ERV RVA ACI CION ONE( E( * RECO RECOME MEND NDA ACI CION ONE( E( :ener en cuenta si deseamos medir corriente alterna o corriente cor riente continua a la hora de colocar la llave +89-8. -ebemos tener en cuenta que el volta!e a medir no sea mayor que el rango elegido del instrumento. ara realizar las mediciones lo más exactamente posibles, debemos tener el rango más próximo al volta!e medido al principio y así los cálculos tener menor cantidad de error. :ener las manos bien secas cuando cuand o se manipulen los cables en la práctica.
CUE(TIONARIO 1 +,u +,u es es un mu$t mu$tm met etr r "n" "n"$/ $/0# 0#& &
n multímetro es un instrumento que permite medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y diferencia de potenciales o pasivas como resistencias, capacidades y otras. %as medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna. 7ultím 7ultímetr etro o analóg analógico ico,, denomi denominad nado o tambié también n medido medidorr m*lti m*ltiple ple analóg analógico ico,, es un medidor de agu!a que puede medir m*ltiples magnitudes eléctricas. +demás de la medición de las magnitudes de corriente y tensión, así como de resistencia en diferen diferentes tes rangos rangos de medici medición, ón, el multím multímetr etro o analóg analógico ico tambi también én es apto apto para pruebas de diodos o de continuidad. El multímetro analógico moderno analógico moderno de hoy en día día suel suele e esta estarr equi equipa pado do con con un sist sistem ema a de medi medida da de bobi bobina na móvi móvil.l. n multí multímet metro ro analóg analógico ico de la primera primera generació generación n en cambio cambio tenía tenía sistem sistemas as de medida de hierro. n multímetro analógico se emplea con frecuencia en escuelas, empresas de formación profesional, laboratorios, universidades y el sector de la investigación. En estos ámbitos de aplicación, el multímetro analógico es muy valorado por su rápida comprensión visual de los valores de medición, la fácil percepción de tendencias y la indicación promediada en caso de valores de medición muy oscilantes.
2 +,u +,u es un 0"$ 0"$"n "n/m /met etr r n galvanómetro es un aparato que se emplea para indicar el paso de peque&as corrientes eléctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad.
8omo
veremos
su
funcionamiento se basa en fenómenos magnéticos. El galvanó galvanómet metro ro consta consta de una agu!a agu!a indica indicadora dora,, unida unida median mediante te un resorte resorte espiral, al e!e de rotación de una bobina rectangular plana, que está suspendida entre los polos opuestos de un imán permanente. En el interior de la bobina se coloca un n*cleo de hierro dulce, con el fin de concentrar en ella las líneas de inducción magnética. +l estar la bobina sumergida en el interior de un campo magnético uniforme, creado por el imán fi!o, cuando circula corriente por ella, se produce un par de fuerzas sobre la bobina que hace que rote, arrastrando consigo a la agu!a unida a su e!e. %a agu!a se mueve e indica en una escala, la intensidad de corriente que atraviesa la bobina. El resorte espiral permite que la agu!a vuelva a su posición original, una vez que se interrumpe el paso de la corriente.
3 Des&r#" Des&r#" e$ un&# un&#n"m#e n"m#ent nt 'e un mu$tmetr mu$tmetr "n"$/0# "n"$/0#& & &m% &m% a Am5ermetr% Es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. V$tmetr% Es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. & O6mmetr% El óhmetro permite medir resistencias.
4 ,ue &n &ns# s#'e 'err"& "&##nes nes 6"! 7ue 7ue tene tenerr en &uen &uentt" 5"r" "r" &ne &ne&t &t"r "r un "m5ermetr en un &#r&u#t e$&tr#&.
ara
que
el
multímetro
traba!e
como
amperímetro se conecta una resistencia )s en paralelo con el galvanómetro. El valor de )s depende del valor en amperios que se quiera alcanzar cuando la agu!a alcance el fondo de escala. ara medir la intensidad de la corriente que circ circul ula a por por un circu circuitito, o, el ampe amperí ríme metr tro o debe debe colocarse en serie para que toda la corriente pase a través del mismo. El amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más peque&a posible con la finalidad de evitar una caída de tensión apreciable.
8 ,ue &n &ns# s#'e 'err"& "&##nes nes 6"! 7ue 7ue tene tenerr en &uen &uentt" 5"r" "r" &ne &ne&t &t"r "r un $tmetr en un &#r&u#t e$&tr#&. ara que el multímetro traba!e como voltímetro es preciso conectar una resistencia )v en serie con el galvanómetro. El valor de )v depende del valor en voltios que se quiera alcanzar cuando la agu!a alcance el fondo de escala. ara medir la diferen rencia cia de potenc encial, al, el voltímet metro
ha
de
colocars arse
en
para aralelo.
Ento Entonc nces es,, el volt oltímet metro debe ebe pose poseer er una una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que la corriente corriente que circula circula por el voltímetro voltímetro sea lo más chica posible.
9 ,ue ,ue &ns# &ns#'e 'er" r"&# &#n nes es 6"! 6"! 7ue 7ue ten tener er en en &uent" 5"r" me'#r res#sten&#" 'e $s e$em e$ emen ent tss 'e un &# &#r& r&u# u#t t us"n us"n' ' e$ 6mmetr "n"$/0#&. 'e utiliza una pila interna que hace circular una corriente a través de la resistencia a medir, el instrumento y una resistencia adicional de a!uste.
IX.
RE:ERENCIA( 6tt5%;;<<<.#.un"m.e'u."r;(e&ret"r#"s;A'm#n#str"t#";&n&;#$ 6tt5%;;<<<.#.un"m.e'u."r;(e&ret"r #"s;A'm#n#str"t#";&n&;#$## ;$"r"tr#;#nstruments-'e-me'#&#n-e$e&tr#&".5' ;$"r"tr#;#nstr uments-'e-me'#&#n-e$e&tr#&".5' •
6tt5%;;es.s$#'es6"re.net;'"m#"ns$#s=12;me'#&#nes-'e$t">e&rr#ente-!-res#sten&#"-e$e&tr#&"
