INFORME 01

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ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control PRACTICA Nro. 01: CONOCIMIENTO DEL EQUIPO, CARACTERÍSTICAS Y SIMBOLOGÍA OBJETIVO: CONOCER EL USO Y CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS Y EQUIPOS BÁSICOS DEL LABORATORIO. SABER IDENTIFICARLOS Y CONOCER LA SIMBOLOGÍA DE LOS ELEMENTOS UTILIZADOS. TEORÍA: En los equipos básicos tales como los aparatos de medida de corriente, voltaje, resistencia fueron nuestro motivo de estudio. Los elementos activos se consideran fuente de energía, mientras que los elementos pasivos distribuidores de la corriente eléctrica. Los elementos activos y pasivos de un circuito son los elementos que componen un circuito eléctrico. Un ejemplo de elemento pasivo seria: el resistor Un ejemplo de elementos activos seria: las fuentes de corriente y voltaje. Los capacitores e inductores suelen estar dentro de estas dos categorías ya que adsorben energía cuando se carga y así mismo suministran energía cuando se descargan. 1. Elementos Activos:

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ESCUELA POLITECNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control

PRACTICA Nro. 01: CONOCIMIENTO DEL EQUIPO, CARACTERÍSTICAS Y SIMBOLOGÍA

OBJETIVO:

CONOCER EL USO Y CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS Y EQUIPOS BÁSICOS DEL LABORATORIO.

SABER IDENTIFICARLOS Y CONOCER LA SIMBOLOGÍA DE LOS ELEMENTOS UTILIZADOS.

TEORÍA:

En los equipos básicos tales como los aparatos de medida de corriente, voltaje, resistencia fueron nuestro motivo de estudio. Los elementos activos se consideran fuente de energía, mientras que los elementos pasivos distribuidores de la corriente eléctrica.

Los elementos activos y pasivos de un circuito son los elementos que componen un circuito eléctrico.

Un ejemplo de elemento pasivo seria: el resistor Un ejemplo de elementos activos seria: las fuentes de corriente y voltaje.

Los capacitores e inductores suelen estar dentro de estas dos categorías ya que adsorben energía cuando se carga y así mismo suministran energía cuando se descargan.

1. Elementos Activos:

son dispositivos capaces de generar una tensión o una corriente (en forma más general un campo eléctrico) y suministrar potencia a una carga dada, es decir Son aquellos que suministran energía

Fuentes Independientes de Voltaje: Mantienen un voltaje específico Independientemente de la corriente que pase por sus terminales, es decir es un generador de voltaje o corriente que no depende de otras variables del circuito.

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EJEMPLOS: es el caso de las PILAS que se usan en algunos aparatos electrónicos como en el control remoto este genera energía para que este pueda funcionar

Fuentes Independientes de Corriente: Mantienen una corriente específica independientemente del voltaje a través de sus terminales, es decir es un generador de voltaje o corriente cuyos valores dependen de otra variable del circuito.Ejemplo:La intensidad controlada por tensión

Fuentes Dependientes:

Su salida depende de algún voltaje o corriente de alguna parte del circuito.

Voltaje Corriente

Un ejemplo general de elementos activos son las pilas

2.-Elementos Pasivos:

son aquellos, que al circular corriente producen una diferencia de potencial entre sus bornes y disipan potencia en forma de calor ,es decir son aquellos que absorben energía.

Elementos pasivos:

Resistores:

Es un elemento pasivo. Se denomina resistor a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para recorrerla. Su valor se mide en ohmios y se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω).

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Capacitores o condensadores:

Es un dispositivo formado por dos conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o láminas separados por un material dieléctrico, que, sometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica.

Características de los condensadores:

• Almacena energía potencial eléctrica en forma de cargas para liberar esa energía más tarde.• La carga en un capacitor es directamente proporcional al voltaje a través de sus terminales.• La capacitancia, C, es la constante de proporcionalidad.

Inductores:

Es un componente pasivo que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. Un inductor está constituido usualmente por una bobina de material conductor, típicamente cable de cobre.

• Consiste de un alambre enrollado en forma de embobinado.• Los cambios en flujo magnético en un inducen un voltaje.• El flujo magnético es directamente proporcional al cambio de corriente en un intervalo de tiempo.

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Como ejemplos de elementos pasivos los podemos encontrar en nuestros hogares para mencionar algunos de ellos tenemos algunos aparatos eléctricos como: la televisión, el refrigerador, la computadora, el equipo de sonido, entre otros, todos estos aparatos o dispositivos eléctricos cumplen con la tarea de , utilizar energía eléctrica alterándola, ya sea por transformación, amplificación/reducción o interrupción.

MATERIALES UTILIZADOS

Fuentes: 1 Fuente de C.C1 Fuente de C.A

Elementos: 1 Resistor decádico1 Reóstato1 Banco de resistores eléctricos1 Inductor decádico1 Inductor núcleo de aire

Equipo de medida: 1 Voltímetro A.C. - D.C.1 Voltímetro D.C. 1 Amperímetro D.C1 Amperímetro A.C1 Multímetro Analógico1 Multímetro Digital

Elementos de maniobra: 1 Interruptor doble con protección1 Interruptor simple1 Conmutador simple1 Conmutador doble Cables con diferentes terminales de conexión

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PROCEDIMIENTO PRÁCTICO:

Exposición del instructor sobre el objetivo y las tareas a desarrollarse durante la práctica.Realizamos las gráficas de los elementos que se tienen en la mesa de trabajo, para cada grafico consideramos la diferente simbología que estos poseen y sus códigos (resistores).

DATOS EXPERIMENTALES:

Dentro de los gráficos que realizamos encontramos algunos símbolos los cuales tienen sus respectivos significados, tales como:

Instrumento de bobina móvil e imán permanente (MAGNETOELÉCTRICO)

Instrumento de hierro móvil, bobina e imán fijos.

Instrumento de hierro móvil y bobina fija ( Ferromagnético)

Rectificador

Instrumento magneto-eléctrico con rectificador incorporado.

Resistencia adicional

Resistencia adicional

Capacidad

CUESTIONARIO:

1. Comentar y explicar acerca de los datos encontrados en las placas de características de cada uno de los elementos pasivos

1.1 Resistores

La potencia máxima que soporta este tipo de dispositivo es de 2 watts, además la variación de la resistencia es el orden de los KΩ y varía desde los 10 KΩ hasta los 1000 KΩ.

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Se denomina resistor o resistencia al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., las resistencias se emplean para producir calor aprovechando el efecto Joule. Entre los técnicos es frecuente utilizar el término resistor por ser más preciso que resistencia.Entre las características de este dispositivo tenemos:

La corriente máxima en un resistor viene condicionada por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más corrientes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.

En la práctica realizada observamos que estas resistencias se encuentran con un código de colores, los cuales nos indican su valor y tolerancia.

Código de colores

Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión o tolerancia. Estos valores se indican normalmente en el encapsulado

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dependiendo del tipo de éste; para el tipo de encapsulado axial, dichos valores van rotulados con un código de franjas de colores.

Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La última raya indica la tolerancia (precisión). De las restantes, la última es el multiplicador y las otras las cifras.

El valor de la resistencia eléctrica se obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se obtiene el resultado en Ohmios (Ω). El coeficiente de temperatura únicamente se aplica en resistencias de alta precisión (tolerancia menor del 1%).

Color de la

banda

Valor de la 1°cifr

a significativa

Valor de la 2°cifr

a significativa

Multiplicado

r

Toleranci

a

Coeficiente

de temperatur

a

Negro

0 0 1 - -

Marrón

1 1 10 ±1%100ppm/ºC

Rojo

2 2 100 ±2%50ppm/ºC

Naranja

3 3 1 000 -15ppm/ºC

Amarill

o4 4 10 000 4%

25ppm/ºC

Verde

5 5100 000

±0,5%

-

Azul

6 61 000

000-

10ppm/ºC

Violeta

7 7 - -5ppm/

ºC

Gri 8 8 - - -

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s

Blanco

9 9 - -1ppm/

ºC

Dorado

- - 0,1 ±5% -

Plateado

- - 0,01±10%

-

Ninguno

- - -±20%

-

Como leer el valor de una resistencia

En una resistencia tenemos generalmente 4 líneas de colores, aunque podemos encontrar algunas que contenga 5 líneas (4 de colores y 1 que indica tolerancia) vamos a tomar la más general las de 4 líneas, las primeras 3 y dejamos aparte la tolerancia que es plateada o dorada

La primera línea representa el dígito de las decenas. La segunda línea representa el dígito de las unidades. El número así formado se multiplica por la potencia de 10 expresada por la tercera

línea (multiplicador).

Ejemplos

En la práctica usamos como muestra un resistor con los siguientes colores:

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Tenemos una resistencia con los colores naranja, naranja, amarillo y dorado.

Registramos el valor de la primera línea (naranja): 3 Registramos el valor de la segunda línea (naranja): 3 Registramos el valor de la tercera línea (amarillo): X 1000 Unimos los valores de las primeras dos líneas y multiplicamos por el valor de la

tercera

33 X 1000 = 33000Ω o 33 kΩ y este es el valor de la resistencia expresada en Ohmios

El valor de la tolerancia la observamos en la tabla este es indicado por el cuarto color de la franja; en nuestro caso tenemos el color dorado ,mismo que nos indica una tolerancia de ±5%

Ejemplo 2:

Figura 5: Resistencia de valor 65 Ω y tolerancia de ±2%

El valor de la resistencia de la Figura 5 es de 65 Ω y tolerancia de ±2% dado que:

1ª cifra: azul (6)2ª cifra: verde (5)3ª cifra: negra (0)Multiplicador: dorada (10-1)Tolerancia: Rojo (±2%)

1.2 CapacitorEn el capacitor encontramos datos como:Marca: CDEModelo: CDAVoltaje máx.: 600 VDC 220 VACCapacidad: 0-.01 µF 0-.001 µF

Dentro de las características de este dispositivo tenemos que tiene un voltaje máximo que soporta en corriente alterna 220 V y en corriente continua 600 V,

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En electricidad y electrónica, un condensador o capacitor es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo. Está formado por un par de superficies conductoras en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o láminas, separados por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por el vacío, que, sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).

La variación de los capacitares va desde 0 hasta 10 μF microfaradios.

La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, éstas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.

La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF = 10-6, nano- F = 10-9 o pico- F = 10-12 -faradios. Los condensadores obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos.

1.3 Inductor o bobina

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Un inductor está constituido usualmente por una cabeza hueca de una bobina de material conductor, típicamente alambre o hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo de un material ferroso, para incrementar su capacidad de magnetismo entre la Intensidad (inductancia).Los inductores pueden también estar construidos en circuitos integrados, usando el mismo proceso utilizado para realizar microprocesadores. En estos casos se usa, comúnmente, el aluminio como material conductor. Sin embargo, es raro que se construyan inductores dentro de los circuitos integrados; es mucho más práctico usar un circuito llamado "girador" que, mediante un amplificador operacional, hace que un condensador se comporte como si fuese un inductor.

El inductor consta de las siguientes partes:

Pieza polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entrehierro, incluyendo el núcleo y la expansión polar.

Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor.

Devanado inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica.

Expansión polar: Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea al entrehierro.

Polo auxiliar o de conmutación: Es un polo magnético suplementario, provisto o no, de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Suelen emplearse en las máquinas de mediana y gran potencia.

Culata: Es una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por devanados, y destinada a unir los polos de la máquina.

También pueden fabricarse pequeños inductores, que se usan para frecuencias muy altas, con un conductor pasando a través de un cilindro de ferrita o granulado.

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1.4 Reóstato

Un reóstato es un resistor de resistencia variable.

Es por tanto un tipo constructivo concreto de potenciómetro (resistencia variable) que recibe comúnmente este nombre en vez del de potenciómetro al tratarse de un dispositivo capaz de soportar tensiones y corrientes muchísimo mayores, y de disipar potencias muy grandes.

Los reóstatos son usados en Ingeniería Eléctrica en tareas tales como el arranque de motores o cualquier tipo de tarea que requiera variación de resistencia en condiciones de elevada tensión o corriente.

El reóstato se diferencia de un potenciómetro en su colocación ya que este se coloca en serie, mientras que el potenciómetro en paralelo.

2. Interpretar las características en los aparatos de medida, presentar y desarrollar brevemente el significado de cada uno de los símbolos encontrados en dichos aparatos.

FUENTE DE C.C.:

Emite un voltaje máximo de 150 V que varía a razón de 5 V; y una corriente máxima de 3 A que cambia a razón de 0.1 A.

FUENTE DE A.C.: emite un voltaje máximo de 140 V que varía a razón de 10 V.

RESISTOR DECADICO: nos permite variar la resistencia desde 0 a 100

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REOSTATO: tiene una resistencia máxima de 8.3 y mínima de 0. La corriente máxima que puede circular por este es de 8.7 A.

CAPACITOR DECADICO: opera a un voltaje máximo de 220 V en A.C. y 600 V en D.C. Su capacitancia máxima es de 1.1 F y esta varía a razón de 0.01 F

AMPERIMETRO

(A).- Encontrado en los amperímetros, representa que dicho aparato tiene sus unidades en amperios y sus múltiplos y submúltiplos.

En el amperímetro encontramos datos como:

Marca: YOCOGAMA ELECTRONICS WORKSModelo: MPFB Class0.5Capacidad: 0-3 A 0-1 A

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Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico.

Los amperímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en amperios.

El aparato descrito corresponde al diseño original, ya que en la actualidad los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída de tensión sobre un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente circulante.

Un micro amperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

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Tenemos en la actualidad otra forma para efectuar la medida de la intensidad de la corriente mediante la utilización de la pinza volti a perimétrica. Cuando fluye corriente eléctrica en un conductor se forma alrededor del un campo magnético, al colocar el conductor en el centro de las tenazas, el campo magnético es tomado por las tenazas de la pinza, que en realidad es un núcleo que transporta ese flujo magnético hasta una bobina que está dentro de la pinza; en pocas palabras hemos descrito un transformador, que el primario es el conductor del circuito al cual vamos a medir la carga, y la bobina que está dentro de la pinza es el secundario y las tenazas de la pinza el núcleo y mediante un circuito electrónico nos de la lectura de la intensidad. Se utiliza solo para medir intensidades (cargas) de CA.

Figura 1.- Conexión de un amperímetro en un circuito

En la Figura 1 se puede observar la conexión de un amperímetro (A) en un circuito, por el que circula una corriente de intensidad (I).Asimismo, se muestra la conexión del resistor shunt (RS).

En el amperímetro DC

Instrumento que debe ser utilizado en posición horizontal.

Instrumento de bobina móvil e imán permanente (Magnetoeléctrico)

Drop =50 mV

En el amperímetro AC

Instrumento de hierro móvil y bobina fija (ferro magnético)

Instrumento que debe ser utilizado en posición horizontal.

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VOLTÍMETRO

(V).- Encontrados en los voltímetros, representa que las unidades del dispositivo están en voltios y sus múltiplos y submúltiplos.

En el voltímetro encontramos datos como:

Marca: NORRAModelo: MPFB Class0.5

Capacidad: Rango: 0-250 A 0-130 A C.A :10mA

El voltímetro es un aparato que mide la diferencia de potencial entre dos puntos. Para efectuar esta medida se coloca en paralelo entre los puntos cuya diferencia de potencial se desea medir. La diferencia de potencial se ve afectada por la presencia del voltímetro. Para que este no influya en la medida, debe de desviar la mínima intensidad posible, por lo que la resistencia interna del aparato debe de ser grande.

Como V es conocida, la medida de la intensidad I, permite obtener la diferencia de potencial. La resistencia serie debe de ser grande, para que la intensidad que circule por el voltímetro sea despreciable. Se puede cambiar de escala sin mas que cambiar la resistencia serie.

Un dispositivo que mide diferencias de potencial recibe el nombre de voltímetro. La diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera en el circuito puede medirse uniendo simplemente las terminales del voltímetro entre estos puntos sin romper el circuito. La diferencia de potencial en el resistor R2 se mide conectando el voltímetro en paralelo con

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R2. También en este caso, es necesario observar la polaridad del instrumento. La terminal positiva del voltímetro debe conectarse en el extremo del resistor al potencial más alto, y la terminal negativa al extremo del potencial más bajo del resistor. Un voltímetro ideal tiene resistencia infinita de manera que no circula corriente a través de él. Esta condición requiere que el voltímetro tenga una resistencia que es muy grande en relación con R2. En la práctica, si no se cumple esta condición, debe hacerse una corrección respecto de la resistencia conocida del voltímetro.

Voltímetro de bobina móvil. La mayoría de los voltímetros no miden la d.d.p. como tal, sino que toman una pequeña corriente de operación proporcional a aquélla; pueden considerarse por tanto como miliamperímetros de alta resistencia, calibrados en voltios.

En un instrumento de bobina móvil, no es posible hacer la resistencia de la bobina suficientemente grande, por lo que se conecta en serie con la bobina un resistor R de eureka o de otra aleación de alta resistencia, con un despreciable coeficiente de temperatura; a esta resistencia se le llama a veces un resistor de multiplicación o multiplicador, porque permite leer en el instrumento un alto voltaje V, con sólo un bajo voltaje V, aplicado a través de la bobina. Por lo general, el multiplicador se monta dentro de la caja del instrumento, pero puede estar afuera si la gama de medidas es muy grande.

El voltímetro debe tomar solamente una corriente pequeña que no perturbe apreciablemente el circuito donde se conecta. La recíproca de la corriente total es usada a menudo como una medida de, esta propiedad. En el ejemplo anterior la recíproca es 1/0.015 = 66.7, lo que significa que cualquiera que sea su gama, el voltímetro tiene una resistencia de 66.7 ohmios por cada voltio marcado en su escala; para instrumentos usados en circuitos de potencia son comunes valores entre 50 y 500 ohmios por voltio. Frecuentemente se necesitan mayores valores para mediciones en aparatos para corrientes de iluminación, pero entonces el instrumento es necesariamente más delicado y fácil de dañar.

Simbología

Instrumento que debe ser utilizado en posición horizontal.

Instrumento de hierro móvil y bobina fija (ferro magnético)

(Ω).- Encontrados en los óhmetros, representa que el dispositivo tiene sus unidades en ohmios y en sus respectivos múltiplos y submúltiplos.

Ω

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MULTÍMETRO

En el multimetro encontramos datos como:Marca: GW InstekCapacidad: Rango: 200mV

100V/ AC DC

Un multímetro, también denominado polímetro, tester o multitester, es un

instrumento de medición que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos

y magnitudes en el mismo dispositivo.

Las funciones más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es

utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad.

Funciones comunes del multímetro

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Las tres posiciones del mando sirven para medir intensidad en corriente continua(D.C.), de izquierda a derecha, los valores máximos que podemos medir son:500μA, 10mA y 250mA (μA se lee microamperio y corresponde a 10 − 6A=0,000001A y mA se lee miliamperio y corresponde a 10 − 3 =0,001A).

1. Vemos 5 posiciones, para medir tensión en corriente continua (D.C.= Direct Current), correspondientes a 2.5V, 10V, 50V, 250V y 500V, en donde V=voltios.

2. Para medir resistencia (x10Ω y x1k Ω); Ω se lee ohmio. Esto no lo usaremos apenas, pues observando detalladamente en la escala milimetrada que está debajo del número 6 (con la que se mide la resistencia), verás que no es lineal, es decir, no hay la misma distancia entre el 2 y el 3 que entre el 4 y el 5; además, los valores decrecen hacia la derecha y la escala en lugar de empezar en 0, empieza en (un valor de resistencia igual a significa que el circuito está abierto). A veces usamos estas posiciones para ver si un cable está roto y no conduce la corriente.

3. Sirve para comprobar el estado de carga de pilas de 1.5V y 9V.4. Escala para medir resistencia.5. Escalas para el resto de mediciones. Desde abajo hacia arriba vemos una de 0 a 10,

otra de 0 a 50 y una última de 0 a 250

Un galvanómetro estándar no es adecuado para usarse como un amperímetro, debido principalmente a que un galvanómetro común tiene una resistencia cercana a 60 S2. La resistencia de un amperímetro de esta magnitud altera de manera considerable la corriente en el circuito en el cual se coloca. Esto puede entenderse considerando el siguiente ejemplo. Suponga que usted construye un circuito en serie simple que contiene una batería de 3 V y un resistor de 3 S2.

La corriente en este circuito es 1 A. Sin embargo, si usted inserta un galvanómetro de 60 0 en el circuito para medir la corriente, la resistencia total del circuito es 63 12 y la corriente se reduce a 0.048 A.

Un segundo factor que limita el uso del galvanómetro como un amperímetro es el hecho de que un galvanómetro común brinda una desviación de máxima escala para corrientes muy

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bajas, del orden de 1 mA o menos. Consecuentemente, dicho galvanómetro no puede usarse de manera directa para medir corrientes mayores que ésta. Sin embargo, es posible convertir un galvanómetro en un amperímetro colocando un resistor Pt, en paralelo con el galvanómetro. El valor de Ri„ conocido algunas veces como resistor en derivación, debe ser muy pequeño respecto de la resistencia del galvanómetro, de modo que la mayor parte de la corriente que se va a medir circule por el resistor en derivación.

Un galvanómetro también puede utilizarse como un voltímetro añadiendo un resistor externo Rs en serie con él. En este caso, el resistor externo debe tener un valor muy grande respecto de la resistencia del galvanómetro. Esto asegura que el galvanómetro no altere de manera significativa el voltaje que se va a medir.

Galvanómetro de bobina móvil. Este instrumento se usa principalmente para detectar, más bien que para medir, pequeñas diferencias de potencial, como con los instrumentos «nulos» descritos posteriormente en este capítulo.

El galvanómetro de bobina móvil es esencialmente un mili voltímetro con el cero a la mitad de su escala. En común con otros instrumentos con cero central, la bobina está normalmente alineada con los polos, desviándose el índice a la izquierda o a la derecha dependiendo del sentido de la corriente. Generalmente las divisiones de la escala son arbitrarias, como las de la balanza, sin que correspondan a ningún valor en particular de d.d.p. de corriente.

Instrumento de hierro móvil. Aunque proyectados para circuitos de c.a., estos instrumentos son también apropiados para mediciones de cal., donde se necesitan instrumentos resistentes y baratos y la precisión no es importante.

En las primeras formas de este instrumento la desviación se producía por la atracción de una pieza de hierro dulce dentro dc una bobina llevando la corriente que debe medirse. En instrumentos modernos se emplean dos piezas de hierro, colocadas dentro de la bobina C. La pieza de hierro F está sujeta a la bobina y la pieza móvil M a la espiga. La corriente en la bobina imanta a las dos piezas de hierro con igual polaridad; entonces su repulsión mutua proporciona la torca de desviación que mueve al índice sobre la escala. En la figura se representa un control por gravedad, pero también se emplea a menudo el control con resorte.

El amortiguamiento con corrientes vagas es imposible porque el imán permanente perturbaría el funcionamiento del aparato; en su lugar se usa invariablemente amortiguamiento con aire. Se representa un método común donde una ligera aspa de aluminio, unida a la espiga, se mueve en el interior de una caja cerrada en forma de sector de círculo, pero sin tocarla. El aire que pasa de un lado a otro de la caja absorbe energía del sistema en movimiento y amortigua la oscilación.

Los instrumentos de hierro móvil no están polarizados: funcionan igualmente bien con cualquier sentido de la corriente, por lo que son apropiados para mediciones con c.a. En circuitos de e.d. no pueden emplearse como instrumentos de cero central, no sirviendo tampoco para determinar la polaridad de la f.e.m.

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La escala está dividida desigualmente; la repulsión entre las piezas de hierro es proporcional al producto de sus flujos y, por tanto, aproximadamente proporcional al cuadrado de la corriente, lo que causa acumulación de las divisiones en el extremo izquierdo de la escala, empeorándose este efecto por la baja permeabilidad del hierro en campos débiles. Las aleaciones de hierro-níquel, como el Mumetal y el Permaloy, son mejores en este aspecto y se usan frecuentemente en la actualidad. Un mejoramiento en la escala es también debido a la forma de las piezas de hierro.

El instrumento tiene otras desventajas. El consumo de potencia es generalmente mayor que con los instrumentos de bobina móvil. Las lecturas son más fácilmente afectadas por los campos magnéticos de origen externo, excepto que la bobina tenga una pantalla magnética. Hay también un efecto de histéresis en las piezas de hierro, que hace que las lecturas del instrumento sean más bajas o más altas, dependiendo de si la corriente aumenta o disminuye. Este efecto es pequeño si las piezas de hierro se hacen de acero al silicio o de una aleación de hierro- níquel.

Como ya se menciono y se conoce que tiene tanto funcionamiento de voltímetro como de amperímetro entonces la simbología es muy parecida al amperímetro y al voltímetro.

SÍMBOLO NOMBRE

Instrumento monofásico con dos circuitos de intensidad y un circuito de tensión.

Instrumento trifásico con un circuito de intensidad y un circuito de tensión.

Instrumento trifásico con un circuito de intensidad y dos circuitos da tensión.

Instrumento trifásico con dos circuitos de intensidad y dos circuitos de tensión.

Instrumento trifásico con tres circuitos de intensidad y dos circuitos de tensión.

SÍMBOLOS DE POSICIÓN

Instrumento que debe ser utilizado en posición vertical.

Instrumento que debe ser utilizado en posición horizontal.

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Instrumento que debe ser utilizado con una inclinación por Ej.: 60°

NOTA.-Para los siguientes símbolos, cuando la tensión de ensayo es superior a 500V se inscribe, en el interior de una estrella de 5 puntas, su valor en Kilovoltios.

Tensión de ensayo, igual a 500 V.

Tensión de ensayo superior a 500V (2KV).

Símbolo que indica que el aparato no está previsto para ensayo dieléctrico.

Símbolos representativos de la naturaleza de los fenómenos que intervienen en el funcionamiento de los instrumentos de medida y símbolos de acceso ríos diversos.

Instrumento de bobina móvil e imán permanente (Magnetoeléctrico)

Instrumento de 2 bobinas móviles e imán permanente (Magneto Eléctrico Diferencial)

Instrumento de imán móvil y bobina fija.

Instrumento de hierro móvil, bobina o imán fijos.

Instrumento de hierro móvil y bobina fija (ferro magnético)

Instrumento de inducción

Instrumento térmico de dilatación

Instrumento eletrostático

Instrumento de lá minas vibrantes

Rectificador

Instrumento magneto-eléctrico con rectificador incorporado.

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Transformador de intensidad

Shunt para instrumentos de medida.

Resistencia adicional

Transformador de tensión (bifásico)

Reactancia adicional

Capacidad

Interruptores.-

DESCRIPCION: Interruptor bipolar Doble interruptor

Un interruptor es un dispositivo para cambiar el curso de un circuito. El modelo prototípico es un dispositivo mecánico (por ejemplo un interruptor de ferrocarril) que puede ser desconectado de un curso y unido (conectado) al otro. Cuando hay que cerrar un circuito durante un tiempo muy corto se emplea una llave, sobre todo si las resistencia de cada contacto que así se introduce en el circuito no ejerce influencia alguna sobre el resultado de la medida

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3. Describir el principio de funcionamiento e identificar la magnitud de mayor uso que mide cada uno de los siguientes aparatos de medida según su mecanismo de funcionamiento.

5.3.1. Ferro magnético:El sistema electrodinámico funciona en base a la acción reciproca de dos flujos magnéticos generados en dos bobinas. La corriente que se va a medir se hace circular por las bobinas, siendo los flujos proporcionales a la corriente medida. La figura muestra el principio de construcción del mecanismo, el cuela consiste en una bobina fija (1) y en otra móvil (2). Las fuerzas (F) que actúan entre las dos bobinas originan el momento motor (M m) que hace girar la bobina móvil dentro de la bobina fija en dirección hacia la posición en la cual los flujos magnéticos de ambas bobinas coincidan. El momento motor (M m) esta compensado por el momento antagonista (M n). Este ultimo esta originado por dos espirales (3), las cuales conducen corriente a la bobina móvil, de igual manera en instrumentos magnetoeléctricos.

Cuando, debido a su conexión en serie, por ambas bobinas circula la misma corriente, el sistema puede funcionar como un voltímetro o como un amperímetro. Si se desea utilizar el sistema para vatímetro, la bobina fija de baja resistencia se conecta en serie y la bobina móvil en paralelo con el circuito. En consecuencia, la corriente del receptor circula por la bobina fija y la corriente que es función de la tensión circula por la bobina móvil. En este caso el sistema constituye un vatímetro y mide potencia.El instrumento ferrodinámico se diferencia de un instrumento electrodinámico, sin núcleo, por tener núcleos de materiales magnéticos en ambas bobinas.

El principio de funcionamiento es el mismo que un instrumento sin núcleo, pero el empleo de núcleos ferromagnéticos permite la obtención del flujo magnético de valor elevado con un consumo mínimo de energía.

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El momento motor es producido en base a la acción mutua entre bobina móvil y bobina fija. Altas clases de exactitud para c.a.Electrodinámicos sin hierro. Se utiliza en amperímetros, voltímetros y vatímetros de c.c. y c.a.Ferrodinámicos. Son amperímetros, voltímetros y vatímetros de c.c. y c.a.Diferenciales (logómetros). Se emplean en cofimeros, frecuencímetros.

5.3.2. ElectromagnéticosEl principio de funcionamiento del instrumento electromagnético denominado también “de hierro móvil”, se basa en la atracción que ejerce un campo magnético, creado por la bobina por la cual circula la corriente que se mide, sobre la parte móvil. La parte móvil esta confeccionada de material magnético no remantemente. El núcleo móvil tiene de a asumir una posición que originara el incremento del flujo magnético de la bobina. Este incremento se debe a aunque el núcleo al entrar a la bobina disminuye la resistencia magnética del conjunto (bobina y núcleo). El flujo magnético de la bobina incrementa a pesar de la intensidad de la corriente permanece invariable. El incremento del flujo magnético significa aumento de la energía magnética Au.

Au=∅ . I

2La aguja indicadora está fijada al núcleo móvil. El instrumento funciona tanto con la corriente continua como con la corriente alterna, pues en ambos casos el circuito eléctrico, debido a su inductividad, tiende a aumentar su energía magnética a costa de la energía eléctrica absorbida del exterior.El principio de funcionamiento de un instrumento electromagnético puede verse en la figura 1. Dentro de una bobina fija (1) se desplaza el núcleo (2) suspendido sobr3e un resorte (3). La aguja indicadora (4) fijada al núcleo se desplaza a lo largo de la escala (5). De esta manera el resorte (3) origina el momento antagonista (M n) contrario al momento motor (M m).El momento de motor se produce debido a la acción mutua entre el campo de una bobina fija y un núcleo móvil. El sistema se utiliza en la construcción de instrumentos de bajas clases de exactitud, o sea, 1; 1,5; 2,5 y 5%

a. Electromagnéticos mono y multinúcleos. Por lo general, se emplean en amperímetros, voltímetros de c.c. y c.a. portátiles y de tablero.

b. Electromagnéticos diferenciales (logómetros). Se utilizan en cofimeros, frecuencímetros y sin cronoscopios.

c. Electromagnéticos de vibración: frecuencímetros a lengüetas.

5.3.3. Inducción

El funcionamiento de los instrumentos de inducción se basa en la acción mutua de los flujos magnéticos, periódicamente variables (producidos por la corriente alterna) las corrientes inducidas por estos flujos en la parte móvil del instrumento. Por lo general, la parte móvil no consiste en una bobina, sino en un elemento metálico (conductor). Los flujos magnéticos se originan en un método bobinado fijo (o núcleos), cuyo arrollamiento se conecta a la corriente alterna que se va a medir.

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El sistema motor de inducción se utiliza para construcción de amperímetros, voltímetros y vatímetros de corriente alterna, pero su principal aplicación es la construcción de medidores de energía de corriente alterna.Los instrumentos de inducción se dividen:

1 según el número de flujos magnéticos generados.

a) Sistemas de un flujo.b) Sistemas de dos flujos.

2. Según la construcción.

a) Instrumentos de disco.

b) Instrumentos de tambor.

c) Instrumentos de bobina móvil.

En la figura se muestra el principio de construcción del sistema que trabaja en base de un flujo magnético. La bobina magnetizante (1) esta arrollada sobre un núcleo laminado (2). La corriente alterna que se mide, circula por la bobina originando en el núcleo un flujo magnético periódicamente variable. El flujo atraviesa el entrehierro en el cual esta colocado un disco de aluminio (3). La forma y la ubicación del disco en el entrehierro del electroimán, determinan que solo parte del flujo pasa por él. Las corrientes de Foucault inducidas en el disco por el flujo originado en el electroimán, produce un flujo.El momento de motor se produce debido a la generación de corrientes Foucault. Se fabrican en bajas clases de exactitud, por lo general instrumentos de tablero (2,5 y 5%).

a. De inducción simples. Se emplean para amperímetros, voltímetros y como mas importante en medidores de energía. Para corriente alterna únicamente.

b. De inducción diferenciales. Frecuencímetros.

5.3.4 Electrostáticos

El sistema electrostático está constituido por un condensador de capacidad variable. El momento motor originado en el sistema depende de la diferencia de potenciales aplicada a los electrodos del condensador. El sistema trabaja en base a la ley de Coulomb.

F=q1 q2

ε .r 2

Dónde: F es la fuerza que se produce entre dos cargas.

q1 y q2 son las cargas sobre los electrodos.

R es la distancia entre los electrodos.

ε es la constante dieléctrica del material aislante entre los electrodos. (En condiciones del vacío o en presencia del aire ε=1

La fuerza F actuara como fuerza de repulsión o de atracción según que las cargas sean de igual signo o de signo opuesto. Uno de los electrodos del condensador conforma la parte móvil y del otro la parte fija. Debido al incremento de la capacidad del condensador, la

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parte móvil tiene a estabilizarse en la posición en la que energía eléctrica del campo es máxima.Los instrumentos electrostáticos son instrumentos de potencia y se construyen en la base a dos sistemas:

1. El cambio de capacidad se produce debido a la modificación de la distancia entre los electrodos.

2. 2. El cambio de capacidad se produce debido a cambios de la superficie activa de los electrodos.

El momento motor es producido por cargas estáticas. Se utilizan como voltímetros de c.c. y de c.a. únicamente. Bajas clases de exactitud.

CONCLUSIONES Se pudo conocer el principio de funcionamiento de los diferentes instrumentos de

medida y conocer las diferentes especificaciones para que el instrumento funcione adecuadamente.

Existen maneras de conectar los instrumentos de medida como el amperímetro que se lo debe conectar en serie, el voltímetro en paralelo.

Las resistencias se miden por un código de colores, con esto se determina si la resistencia esta en el orden de los Ω, K Ω, M Ω y su tolerancia.

Se pudo conocer los distintos tipos de dispositivos como son los pasivos, activos, de maniobra, protección.

Se familiarizo más con los instrumentos que posiblemente estarán en todas las prácticas.

APLICACIONES: Esta práctica contribuye a la aplicación para realizar circuitos eléctricos de cualquier tipo de conexión.

RECOMENDACIONES

Se recomienda conectar los instrumentos de medida como deben ser conectados ya que estos pueden quemarse.

Se recomienda utilizar las escalas adecuadas para la medición a realizarse. Se recomienda leer bien el instrumento de medida para así no cometer errores en la

medición.

5 BIBLIOGRAFÍA

http://es.wikipedia.org/wiki/Amper%C3%ADmetrov http://newton.cnice.mec.es/3eso/electricidad3E/intrumento__medicione.htm Hablemos de Electricidad Msc. Augusto Cevallos Román EPN. http://www.monografias.com/trabajos/medielectricos/medielectricos.shtml

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