INSTRUMENTOS DE MEDIDA Y APARATOS ELCTRICOS

Objetivos

Conocer las funciones de los botones, conmutadores y terminales de los instrumentos de medida ms utilizados en la electrnica o en la electricidad y utilizar correctamente estos instrumentos para realizar mediciones elctricas.

Materiales

Fuente de Corriente Directa. Osciloscopio. Multmetro. Generador de Seales. Punta de Osciloscopio. Puntas de Fuente. Punta de Generador.

Modulo electrnico National instruments Elvis II

Procedimiento: 1. Con la Fuente de Voltaje.

Con la ayuda del Multmetro en posicin de voltaje continuo (VDC) y en la escala ms alta que tenga el dispositivo, vamos a realizar las siguientes mediciones: a. Coloque las perillas (VADJ y Fine) hasta la posicin de cero, prenda la fuente, coloque en los terminales de salida de la fuente el Multmetro para hacer la medicin. Anote con cuidado sus observaciones:

Escala

1000 voltios

200 voltios

20 voltios

2 voltios

2 mv

Medicin

0 voltios

0.1 voltios

0.32 voltios

0.339 voltios

MAX

Como se observa en las mediciones anteriores el Multmetro da una lectura de un voltaje mnimo cuando la perilla VADJ es puesta en cero. Este voltaje se denomina offset. A medida que disminuimos la escala del Multmetro observamos que el voltaje aumenta hasta llegar a la escala de 2 Voltios con una lectura de 339 milivoltios, lo que nos indica que la escala mnima de 200mv no se debe utilizar para proteger el instrumento

b. Mueva la perilla (Fine) hasta la mitad y escriba su efecto mirando la pantalla del Multmetro. Luego termine de mover la perilla hasta el final. Anote sus observaciones:

Escala

1000 v

200 v

20 v

2 v

2 mv

Medicin posicin media de la perilla

5 v

6.5 v

6.68 v

MAX

MAX

Medicin posicin final de la perilla

11v

12.3 v

12.47

MAX

MAX

Al rotar la perilla VADJ se observa el aumento de voltaje progresivamente en la salida de la fuente. Cuando la perilla se lleva hasta la mita, la fuente entrega 6.68 voltios, cuando se mueve hasta el final alcanza la tensin mxima que puede entregar la fuente. Cuando se mueve la perilla (Fine) la tensin se ajusta a un valor deseado y cercano al fijado por la perilla VADJ. Las escalas 2v y 2mv no se deben utilizar en estas mediciones ya que las tensiones tomadas son superiores . c. Rote la perilla (VADJ) despacio hasta que llegue al final de su recorrido, anote el valor mximo que puede entregar la fuente. El valor mxima que puede entregar es 12,47 voltios DC.

c. Coloque el Multmetro en medicin de voltaje alterno (VAC) y en la escala ms alta del medidor, vamos a realizar la medicin del voltaje del toma de corriente. Anote sus observaciones intercambiando los caimanes del Multmetro. Anote sus interesantes conclusiones, ideas, observaciones.

El voltaje en la toma de corriente es 114 voltios AC indistintamente de la posicin de los terminales del Multmetro por tratarse de un voltaje alterno el cual vara peridicamente su direccin y magnitud en el tiempo con una frecuencia de 60 Hz.

2. Con el Generador de Seales y el Osciloscopio.

a. Seleccione una frecuencia de 100hz en la escala de frecuencia del generador, el conmutador de rango del voltaje pngalo en (HIGHT); con el conmutador de forma de la onda WAVEFORM seleccione una seal seno. Conecte el generador al osciloscopio calibrado utilizando el canal 1 (CH1), luego prenda el generador. Anote con gusto las observaciones:

Se puede observar una seal senoidal con frecuencia de 100 Hz con un voltaje RMS 3,5 voltios AC con un voltaje pico a pico 9,92 voltios AC, por tanto su amplitud es de 4,96 VAC.b. Como el generador suministra una onda seno, medir por medio del Multmetro el voltaje que tenga a su salida; este voltaje se debe medir en la escala de AC. Anote este valor: 3,47 voltios AC c. Con el osciloscopio medir el voltaje (Amplitud) y el periodo de la seal, anotar los valores: V: 3,5 voltios, T: 0,01 seg 10mseg y F: 100 Hz

Aumente la amplitud de la seal que proporciona el generador y repita el paso (c). Anote estos datos:

VOSC: 580mv T:10ms 10mseF: 100 Hz

VOSC: 1,36 v T: 10ms F: 100 Hz

VOSC: 2,10 v T: 10ms 10mseF: 100 Hz

VOSC: 3,48 v 3,48 T: 10ms F: 100 Hz

VOSC: 3,5 v T: 10ms F: 100 Hz

Seleccione en el generador una onda cuadrada y repita el paso (d). Anote estos datos:

Senoidal CuadraVOSC: 580mv 774 mv T: 10ms F: 100

VOSC: 1,36 v 1,098 v T: 10ms F: 100

VOSC: 2,10 3 v T: 10msF: 100

VOSC: 3,48 4,84v T: 10ms F: 100

VOSC: 3,5 v 4.89v T: 10ms F: 100

f. Repita el anterior punto con las siguientes frecuencias: Anote los datos encontrados: 1. F: 250Hz 2. F: 1000Hz 3. F: 1520Hz 4. F: 4700Hz 5. F: 60000Hz6. F: 1000000HzVosc(Vpp)T(ms)F(Hz)

24250

211000

20,651520

20,214700

216,66us60000

210us1000000

Anote sus conclusiones, observaciones, inquietudes y recomendaciones, que hagan enriquecer la prctica para futuras y alegres sesiones. La amplitud del voltaje es independiente a la frecuencia y periodo. La onda senoidal presenta un valor RMS el cual corresponde aproximadamente al 70 % del valor pico En una onda cuadrada la lectura del valor RMS es prcticamente el mismo valor pico. Al aumentar la frecuencia el periodo disminuye. En una onda cuadrada la amplitud es mayor que el mismo valor RMS en una onda senoidal.

RESISTENCIAS EN PARALELO

Materiales Fuente de poder CC, cables de conexin, ampermetro, 3 resistencias, en el intervalo de 100 a 1000, voltmetro y ampermetro Procedimiento: A. Con una resistencia

1. Arme el circuito como se muestra en la figura 1(a), utilizando una de las resistencias. Ajuste la fuente de poder a un voltaje de referencia en el voltmetro, por ejemplo 3.0 V. Lea el valor de la corriente en el ampermetro. Permita el paso de la corriente desde la fuente y registre sus lecturas en la tabla 1. R1

R1 ()

Lectura resistencia MULTIMETR

Lectura corriente del

470 Amarillo-violeta-caf

460()6,34 mA

Tolerancia (%) 5% Dorado

B. Con dos resistencias

1. Arme el circuito como indica la figura 1(b) aadiendo una segunda resistencia. Ajuste la fuente de poder segn se requiera para mantener la misma lectura de voltaje que en la parte A. Lea el valor de la corriente en el ampermetro. Anote sus lecturas en la tabla 2.

2. Ubique en otro sitio a los medidores para obtener las lecturas requeridas de la corriente y el voltaje. Registre los valores en la tabla 2.

R1() R2() Lectura de La corriente

220 Rojo-Rojo-caf

100 Caf-Negro-Caf

4 1,9 mA

13,4mA

29,2mA

Tolerancia (%)

5%

5%

C. Con tres resistencias

A. Con tres resistencias 1. Arme el circuito como muestra la figura 1(c) aadiendo la tercera resistencia. Ajuste la fuente de poder y lea los medidores. Anote las lecturas en la tabla 3. 2. Cambie de lugar los medidores segn sea necesario para obtener todas las lecturas requeridas. Regstrelas en la tabla 3.

Tabla 3

R1R2R3Lectura de AmpermetroLectura del Voltimetro

II1I2I3VV1V2V3

220100100046,4 mA13,8 mA29,4 mA2,9 mA3,02 V3,02 V3,02 V3,02 V

Tolerancia5%5%5%

Anlisis

1. Emplee las lecturas de la tabla 1 para calcular el valor medido para R1, donde 1= Este resultado est dentro de la tolerancia esperada para el valor impreso en R1?

Solucin 1=3/6,34=473,81Este resultado est dentro de la tolerancia esperada para el valor impreso en R1? La tolerancia de la resistencia de 470 es del 5%, esto indica que no debe pasarse ni ser menor de 23.5, en nuestro caso se pasa 3.18 es decir 0.67% lo cual indica que esta dentro del rango de tolerancia.2. Use las lecturas de la tabla 2 para calcular los siguientes valores:

a. el valor medido para la resistencia equivalente, R, donde =

Solucin =3.041.9=72.076

b. la corriente medida, I1+I2

Solucin

13,4mA + 29,2,3mA=42,6mA

c. la resistencia medida de R1, donde 1=11

Solucin 1=3.0.213.4=225 d. la resistencia medida de R2, donde 2=22

Solucin 2=3.0229..2=103.42

e. la resistencia equivalente calculada, R, donde 1 =1 1+1 2

Solucin 1=1/220+1/100=68.75f. Compare la suma de la corriente medida, I1+I2 con la corriente total medida.Intensidades sumadasIntensidad medida

42.6mA 4 1,9 mA

El factor que influye para que la corriente cambie es el nivel de tolerancia que traen las resistencias, esto altera los clculos y mediciones

g. Compare la resistencia equivalente calculada con la resistencia equivalente medida. La resistencia equivalente medida estuvo dentro del margen de tolerancia de las resistencias? SolucinR. calculada R. medida Tolerancia 5% margen de 7.3

68.75 72.0763.3 es un 4.8%

El margen es del 5% es decir no debe superar 7.3 de margen superior e inferior, con lo que podemos observar que nuestra medicin obtuvo un margen de 7.3 equivalente a un 3.3%, es decir esta dentro del rango de tolerancia.3. Emplee las lecturas de la tabla 3 para calcular lo siguiente:

a.la resistencia equivalente medida, R, donde =

Solucin =3.0246.4.=65,08

b. la corriente medida, I=I1+I2+I3.

Solucin 13.08mA+29.4mA+2.9mA=45.38mA

c. la resistencia medida de R1, donde 1=11

Solucin 1=3.022.9=1041.37

d. la resistencia medida de R2, donde 2=22

Solucin 2=318.2=164e. la resistencia medida de R3, donde 3=33 Solucin 3=31=3000 e. la resistencia equivalente calculada, R, donde 1 =1 1+1 2+1 3

Solucin 1=330+470+1000=368.63

4. a. Compare el valor de I con la suma de la corriente medida, I1+I2+I3

b. Compare la resistencia equivalente calculada con la resistencia equivalente medida. La resistencia equivalente medida estuvo dentro del margen de tolerancia de las resistencias?

Resistencia equivalente calculada Resistencia equivalente medida Tolerancia 5% Esta en un rango de3.2

64.32 63.1 0.78% equivale a 1.22

La resistencia calculada estuvo en el rango de 5% equivalente a 3.2, el porcentaje de error fue de 0.78%.

6. Cmo se relaciona la corriente en una rama de un circuito en paralelo con la corriente total en el circuito?

La corriente en las ramas del circuito est distribuida de acuerdo a la resistencia que en ella est, porque a mayor resistencia menor corriente circular por ella y viceversa, entonces quiere decir que si sumamos las corrientes de todas las ramas, nos tiene que dar la corriente total del circuito.. 7. Cmo se relaciona la cada de voltaje en cada rama de un circuito en paralelo con la cada de voltaje en el circuito completo?

La cada de voltaje en cada una de sus ramas ser la misma de la fuente que lo alimenta independientemente de la resistencia que se aplique a cada una de ellas.

8. Cuando se aaden ms resistencias en paralelo a un circuito, qu pasa con la corriente total del mismo?

A medida que se van aadiendo mas resistencias en un circuito paralelo la corriente va aumentando ya que las resistencias en paralelo se suman inversamente haciendo que el valor equivalente de ella disminuya y all se aplica eso de que a menor resistencia mayor corriente circular por el circuito.