GUÍA DE PRÁCTICAS: LABORATORIO DE FÍSICA-ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

FACULTAD DE INGENIERÍA/ INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES 1

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

LABORATORIO DE FÍSICA-ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

PRÁCTICA 3:

INSTRUMENTOS DE MEDICION DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS

Fecha de entrega

1. Objetivo General

a) Emplear y conectar adecuadamente los instrumentos de medición de

magnitudes eléctricas.

2. Objetivos Específicos:

a) Conocer e Identificar las distintas magnitudes eléctricas existentes.

b) Emplear correctamente un multímetro para la medición de voltajes, intensidad

y resistencia.

c) Diferenciar entre los tipos de instrumentos de medida digitales y analógicos.

d) Definir y diferenciar los conceptos de exactitud y precisión de un instrumento

3. Sustento Teórico:

a) Magnitudes Eléctricas

Carga, Tensión, Intensidad, Resistencia.

Carga eléctrica

La carga eléctrica es el monto de electricidad almacenada en un cuerpo. Los

átomos de un cuerpo son eléctricamente neutros, es decir la carga negativa

de sus electrones se anula con la carga positiva de sus protones. Podemos

cargar un cuerpo positivamente (potencial positivo) si le robamos electrones a

sus átomos y podemos cargarlo negativamente (potencial negativo) si le

añadimos electrones. Saber más sobre el átomo

TENSIÓN O VOLTAJE

La Tensión es la diferencia de potencial entre dos puntos. En física se llama

D.D.P (diferencia de potencial) y en tecnología Tensión o Voltaje. Como ya

debemos saber por el estudio de la carga eléctrica la tensión es la causa que

hace que se genere corriente por un circuito.

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INTENSIDAD DE CORRIENTE

Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo.

Imaginemos que pudiésemos contar los electrones que pasan por un punto de

un circuito eléctrico en un segundo. Pues eso sería la Intensidad. Se mide en

Amperios (A).

RESISTENCIA ELÉCTRICA

Los electrones cuando en su movimiento se encuentran con un receptor (por

ejemplo una lámpara) no lo tienen fácil para pasar por ellos, es decir les

ofrecen una resistencia. Por el conductor van muy a gusto porque no les

ofrecen resistencia a moverse por ellos, pero los receptores no. Por ello se llama

resistencia a la dificultad que se ofrece al paso de la corriente. (Areni)

b) Tipo de Corrientes: Continua – Alterna

Corriente continua (C.C.): a esta también se la conoce como corriente directa

(C.D.) y su característica principal es que los electrones o cargas siempre

fluyen, dentro de un circuito eléctrico cerrado, en el mismo sentido. Los

electrones se trasladan del polo negativo al positivo de la fuente

Corriente alterna (C.A.): a diferencia de la corriente anterior, en esta existen

cambios de polaridad ya que esta no se mantiene fija a lo largo de los ciclos

de tiempo. Los polos negativos y positivos de esta corriente se invierten a cada

instante, según los Hertz o ciclos por segundo de dicha corriente. A pesar de

esta continua inversión de polos, el flujo de la corriente siempre será del polo

negativo al positivo, al igual que en la corriente continua. (Peñafiel) (Salinas, 2011)

c) Instrumentos de Medición Digitales – Analógicos

El Amperímetro: Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente

Eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el

miliamperio y el micro-amperio. Los usos dependen del tipo de corriente,

ósea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el

amperímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente Alterna,

usaremos el electromagnético

Amperímetro analógico Amperímetro digital

El Voltímetro: Es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad

básica de medición es el Voltio (V) con sus múltiplos: el Megavoltio (MV)

y el Kilovoltio (KV) y sub.-múltiplos como el milivoltio (mV) y el micro

voltio. Existen Voltímetros que miden tensiones continuas llamados

voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los

electromagnéticos.

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Voltímetro analógico Voltímetro digital

El Óhmetro: Es un arreglo de los circuitos del Voltímetro y del

Amperímetro, pero con una batería y una resistencia. Dicha resistencia

es la que ajusta en cero el instrumento en la escala de los Ohmios

cuando se cortocircuitan los terminales. En este caso, el voltímetro

marca la caída de voltaje de la batería y si ajustamos la resistencia

variable, obtendremos el cero en la escala.

Óhmetro analógico Óhmetro digital

Multímetro analógico, denominado también medidor múltiple

analógico, es un medidor de aguja que puede medir múltiples

magnitudes eléctricas. Además de la medición de las magnitudes de

corriente y tensión, así como de resistencia en diferentes rangos de

medición, el multímetro analógico también es apto para pruebas de

diodos o de continuidad

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Multimetro dijital también denominado polímetro o tester, es un

instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes

eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas

como resistencias, capacidades temperatura y otras.

OSCILOSCOPIO

Un osciloscopio es un instrumento de visualización 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.

Osciloscopio analógico

Osciloscopio dijital

En la actualidad los osciloscopios analógicos están siendo desplazados

en gran medida por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la

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facilidad de poder transferir las medidas a una computadora personal o

pantalla LCD.

En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por un

conversor analógico digital. Al depender la fiabilidad de la visualización

de la calidad de este componente, esta debe ser cuidada al máximo

d) Conceptos: Precisión y Exactitud

La exactitud se refiere al grado de aproximación al valor real de la cantidad

medida por otro lado la precisión es el grado de concordancia dentro de un

tipo de mediciones e instrumentos

La precisión se compone de dos características la conformidad y el número de

cifras significativas con las cuales se puede realizar la medición.

(Areni)

e) Identificación del valor de una resistencia (Código de Colores)

Siendo las dos primeras vandas el valor de las primeras cifras de la resistencia y

la teercera banda el multiplicador de dichas cifras por su parte la tolerancia se

mide con la cuarta banda que es dorado y plateado y asu ves rara ves es de

otro color

4. Materiales:

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a) Fuente de Corriente Continua (Según diagrama anexo)

b) Protoboard

c) Resistencias Varias

d) Multímetro Digital

e) Cables de Conexión.

5. Procedimiento:

a) Identifique los instrumentos de medición de magnitudes eléctricas existentes.

Completar la Tabla I, con las escalas disponibles para medición de voltaje,

intensidad y resistencia.

TABLA I. ESCALAS DE MEDICIÓN DE LOS INSTRUMENTOS

INSTRUMENTO DIGITAL: MULTIMETRO DIGITAL DT9208A

ESCALA

Vdc 200mV 2V 20V 200V 1000V - -

Vac 20V 200V 750V - - - -

Idc 20A 20mA 200mA 20A - - -

Iac 200mA 20A - - - - -

Resistencia 200 2k 20k 200k 2M 20M 200M

b) Realizar un gráfico simplificado sobre la funcionalidad de los bornes de

conexión del instrumento. (Indicar las magnitudes que se emplean para cada

borne)

c) Medir valores de Voltaje, Intensidad y Resistencia en el circuito de la figura 1:

V=5v (fuente)

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5 Vdc R=220 ohmios (rojo , rojo, café)

5 Vdc R=220 ohmios (rojo , rojo, café)

Fig1. Medición de Magnitudes Eléctricas

d) Medición de voltaje: Colocar el multímetro digital en la escala correspondiente

a Vdc, en un valor superior a 5V. Conectar los puntales de medición en los

bornes adecuados y medir el voltaje sobre la resistencia de acuerdo a la figura

2. Complete la tabla II.

Fig2. Medición de Voltaje (Conexión Paralelo)

TABLA III. MEDICIÓN DE VOLTAJE

e) Medición de Corriente: Colocar el multímetro digital en la escala

correspondiente a Intensidad dc, en un valor superior a 25mA. Conectar los

puntales de medición en los bornes adecuados y medir la intensidad sobre la

resistencia de acuerdo a la figura 3. Complete la tabla III.

Voltaje Medido

Voltímetro Digital 4,91

V

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5 Vdc R=220 ohmios (rojo , rojo, café)

TABLA III. MEDICIÓN DE INTENSIDAD

c3) Medición de Resisten

f) Medición de Resistencia: Desconecte la resistencia del circuito, apague la

fuente de alimentación. Mida el valor de la resistencia empleando el

multímetro digital en la escala adecuada.

TABLA IV. MEDICIÓN DE RESISTENCIA

6. Análisis de Resultados

En el literal “d” observamos que la resistencia puesta ofrece una diferencia de

potencial de 0.09V ya que la fuente es de 5V y el voltaje medido en la resistencia

es de 4.91V esto quiere decir que la resistencia ofrece una oposición baja ante el

potencial inicial. En el literal “e” la intensidad resultante después de pasar por la

Intensidad Medida

Amperímetro Digital 23,4mA

Resistencia Medida

Óhmetro Digital 215

A

Fig3. Medición de Intensidad (Conexión Serie)

5 Vdc R=220 ohmios (rojo , rojo, café)

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resistencia que ofrece al paso de los electrones es de 23.4 mA. Una comparación

entre la resistencia dada por el código de colores y la valor marcado por el

multímetro es de que existe una diferencia de error ya que el valor real es de 220

ohm y el valor medido atreves del multímetro es de 215 ohm

Conclusiones Generales.

Al conocer los tipos de magnitudes eléctricas tenemos una idea clara de cómo

funcionan para que sirven y como emplearlas en las futuras prácticas.

Es importante saber de qué forma emplearemos los instrumentos de medición

como el multímetro, una correcta utilización así como información que poseamos

acerca de su funcionamiento evitaran posibles daños en el instrumento y nos dará

valores más cercanos a los reales

Teniendo una idea clara sobre el significado de precisión y exactitud así como su

diferencia podemos emplearlas para así obtener mejores datos obtenidos en la

lectura de instrumentos de medición.

Existe una gran diferencia entre los instrumentos analógicos y digitales pues si bien

los dos fueron creados para medir lo mismo veremos a futuro el que mejor se

acerca al valor real de cualquier medición es el digital.

Bibliografía Areni, R. P. (s.f.). Instrumentos Basicos de Medición. mc graw hill.

Peñafiel, A. (s.f.). Tipos de corrientes una introduccion a la electricidad . Ciencias

Exactas .

Salinas, E. (2011). Fisica Electricidad y Magnetismo. Loja.

Imágenes tomadas de http://medicionesmemo.blogspot.com/2013_12_01_archive.html

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Anexo

Fuente de alimentación de AC/DC

Construir la fuente de alimentación mostrada en la Figura (en caso de no tener una):

Figura

Notas:

1. Se deben emplear las resistencias de los valores más aproximados a los

indicados en la Figura.

2. En el LM317 se debe colocar un disipador de aluminio para protegerlo.

3. El selector corresponde a DIP Switch para que lo puedan montar en el

protoboard.

4. Precaución: Los condesadores eletrolíticos se deben conectar con la polaridad

indicada en la Figura 5, ya que en caso contrario pueden explosionar

5. En lugar del selector pueden emplear un potenciómetro, siempre que este se lo

pueda montar en un protoboard.

6. La fuente la pueden armar durante el desarrollo de la práctica.

7. En caso de que dispongan de una fuente de similares características, la

pueden emplear en lugar de la fuente planteada en este documento.