Universidad Nacional del Callao Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Escuela de ingeniera Electrnica

Universidad Nacional del Callao Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Escuela de ingeniera ElectrnicaLaboratorio N 1: Reconocimiento de instrumentos elctricosI Objetivos Conocer los instrumentos que utilizamos en el laboratorio. Como utilizar adecuadamente cada uno de estos instrumentos. Tener precauciones al utilizar los instrumentos elctricos.Clases en instrumentacin de mediciones elctricas

II Instrumentos 1_ Fuente de alimentacin Es un instrumento que posee la caracterstica de cambiar la corriente alterna a corriente continua que alimenta a diferentes componentes electrnicos.Fuentes de alimentacin Fuente de alimentacin lineal: tiene un simple diseo, pero estos pueden ser complejos a la hora de suministrar grandes cantidades de voltaje. No es tan eficiente al regular tensiones.Fuentes de alimentacin conmutada: tiene la misma potencia que una lineal, es ms pequea y normalmente es ms eficiente, pero es ms complejo y por lo tanto ms susceptible averas.Errores:Por el mismo uso del instrumento, puede el voltaje salir defectuoso.Al mal uso de las puntas de prueba puede estar dando una salida de voltaje errneaResistencia interna:La resistencia interna varia conforme este instrumento est diseado ,porque las salidas de tensiones son variadas .

2_ MultmetroEs tambin llamado polmetro, es un instrumento porttil que puede medir magnitudes elctricas activas y pasivas.En las activas puede medir las corrientes y las tensiones, y en las pasivas pueden medir resistencias, capacidades entre otras.El multmetro puede dar lectura a estas medidas para cualquiera de los dos tipos de corriente: alterna o contina.Tipos de multmetroAnalgico: los multmetros analgicos se identifican por tener una aguja, que al moverse sobre una escala, indica el valor de la magnitud medida.Estos tienen dos tornillos de ajuste, uno que permite ajustar la aguja a cero y el otro para ajustar el cero en la lectura de ohm.Digital: los multmetros digitales se reconocen principalmente por un panel numrico (dgitos) para leer los valores medidos.SensibilidadDebe tener una sensibilidad de al menos 20 k/V, ya que esto puede afectar a las medidas y a dar las lecturas incorrectas.Errores La inexactitud en la medida ya sea por el error grueso o sistemtico. La precisin puede ser otro error que puede tener un multmetro. Tambin podran ser los errores ambientales que alteran las mediciones.Resistencia interna Todos los multmetros tienen una resistencia, para una buena precisin en sus lecturas, las resistencias deben ser casi infinitas.

3_VoltmetroEs aquel instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito elctrico tanto alterna como continua y al momento de la medicin es necesario tener en cuenta la polaridad.

Clasificacin segn su funcionamiento mecnico:Voltmetros electromecnicos: estos voltmetros, en esencia, estn constituidos por un galvanmetro cuya escala ha sido graduada en voltios.Voltmetros electrnicos: estos voltmetros, aaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada y mayor sensibilidad.Voltmetros vectoriales: estos voltmetros, se utilizan con seales de microondas adems del mdulo de la tensin dan una indicacin de una fase.Voltmetros digitales: estos voltmetros, dan una indicacin numrica de la tensin.Suelen tener prestaciones adicionales como memoria, deteccin de valor de pico, verdadero valor eficaz, autor rango y otras. El sistema de medida empleada tcnicas de conversin analgica digital para obtener el valor numrico mostrado en una pantalla numrica LCD.Sensibilidad La sensibilidad de un voltmetro se expresa de acuerdo con el nmero de ohmios por voltios ,es decir ,la resistencia del instrumento. Mientras mayor sea este nmero, menor efecto de carga tendr el instrumento sobre la medicin. Para que un voltmetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resistencia.Errores Es posible introducir un error de medicin debido a la resistencia interna del voltmetro .en la figura inferior se muestra los elementos bsicos de una medicin de voltaje .la fuente se ha construido segn el teorema de Thevenin como el voltaje que se va a medir ,V s, y la resistencia en serie ,R s. El voltmetro puede construirse simplemente como una resistencia interna, R m .el valor de V m es el voltaje de a a b en la figura inferior, con el medidor conectado. Este se determina mediante la ley de ohm:

Esta ecuacin indica que el valor medido tendr un error determinado por el voltaje que cae a travs de la resistencia de la fuente. La manera de reducir este error es que Rm sea muy grande, de modo que el segundo trmino de la ecuacin sea pequeo.Rango de medicin ResolucinError

2,000 V1 mV

20,00 V10 mV

200,0 V /600,0 V100 mV/1V

Resistencia interna: la resistencia interna que presenta es casi infinita es una aproximacin.4_AmpermetroEs un instrumento utilizado para medir la intensidad de corriente (A), para ello se conecta en serie con un circuito. En otras palabras un ampermetro es simplemente un galvanmetro con una resistencia en paralelo con la bobina, la magnitud de la resistencia tiene que ser la menor posible para que as toda la corriente se desve por ella y la lectura del ampermetro sea la ms exacta posible. El smbolo es el siguiente:

Existe una corriente llamada corriente de fondo de escala, la cual es la corriente mxima que podr circular por el ampermetro sin destruirlo.Clases:

Ampermetros magnetoelctricosSon aparatos que tienen una bobina mvil que est fabricada con un hilo muy fino de aproximadamente 0,05 mm de dimetro, y cuyas espiras tienen un tamao muy reducido. Por esto, la intensidad de corriente medido por este aparato, estar limitada por las caractersticas fsicas de los elementos de este. El valor lmite de medicin ser alrededor de 100 miliamperios, si uno desea medir corriente en amperios podra agregar resistencias de derivacin y as medir hasta 300 amperios.

Ampermetros electromagnticosConstituidos por una bobina de pocas espiras pero de gran seccin. La potencia requerida para producir una desviacin mxima de 2 vatios, y para que pueda absorber esta potencia es necesario una cada de tensin suficiente en los extremo de la bobina, cuyo valor va a depender del alcance del ampermetro. Este tipo de ampermetros tienen un alcance desde los 0.5A hasta los 300A. Aqu no se pueden usar resistencias de derivacin porque si no la medida tendra errores por un calentamiento.

Ampermetros electrodinmicosEste tipo de ampermetros estn compuestos por 2 bobinas, una fija y una mvil.

Ampermetros digitalesEste tipo de ampermetros utilizan una resistencia de derivacin y un convertidor analgico-digital (ADC).

Sensibilidad

La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviacin completa de la aguja indicadora a travs de la escala.

La sensibilidad se indica por el nmero de amperios, miliamperios o microamperios que debe de fluir por la bobina para producir la desviacin completa. Si un instrumento tiene una sensibilidad de 1 mA., es necesario 1 mA para producir la desviacin completa.

Errores

Como ocurre con el voltmetro, al medir con el ampermetro se comete un error debido a una resistencia interna (Rint) de valor muy pequeo, que suele aproximarse a cero.

Resistencia interna

Un ampermetro ideal es aquel que presenta entre sus terminales una resistencia cero. En realidad siempre hay una resistencia, lo que la lleva a la aparicin de errores en las medidas.La cada de tensin producida por sus bornes nos indica la resistencia interna. La resistencia interna debe ser al menos 10 veces menor que la resistencia del circuito donde se coloca el ampermetro.Los ampermetros en continua deben conectarse con la polaridad adecuada para que su lectura sea positiva.

Vatmetro El vatmetro es un instrumento que nos permite medir en vatios la energa elctrica o la tasa de suministro de esta energa, es decir mide la potencia elctrica. Tambin podemos medir el poder de audiofrecuencia y la frecuencia de utilidadLos vatmetros analgicos son instrumentos electrodinmicos. Estn compuestos por la fusin de un voltmetro y un ampermetro.Los vatmetros ms comunes estn conformados por un par de bobinas fijas (bobina de corriente), conectada en serie con el circuito y una bobina mvil (bobina potencial), conectada en paralelo y es la que lleva la aguja que indica la medicin de la energa elctrica.

Ilustracin 1 : Esquema del vatmetro

En los laboratorios educativos se emplean otro tipo de vatmetro que est conformado dos bobinas de tensin (bobina de presin) y una bobina actual.En los ltimos aos los vatmetros digitales han empezado a los convencionales vatmetros analgicos .estos vatmetros digitales calculan correctamente el consumo de energa, aun se enfrentan a grandes cantidades de potencia elctrica.

Ilustracin 2: Cuadro del vatmetro

El restato Aparato que sirve para modificar la intensidad de la corriente. Consiste en un alambre enrollado sobre material aislante, con las espiras y un cursor que se desliza por un eje paralelo al ncleo. Con este instrumento es posible variar la resistencia de un circuito y de esta manera, es posible aumentar o disminuir segn se desee, la intensidad de la corriente en dicho circuito., de forma que se controla la cantidad de energa que fluye hacia la misma y Utiliza solo un terminal fijo y el cursor. Se comporta como una resistencia variable entre dichos terminales.Clases

Restato rotativoDe forma circular, se regula por el giro.

Restato deslizante. Restato ms comn se regula mediante un mango.

Resistencia interna

Su resistencia debe tener cuidado que su valor (en ohmios) y su potencia (en vatios) que puede aguantar sea el adecuado para soportar la corriente I en amperios que va a circular por l. Por ellos circula ms corriente y disipan ms potencia.El funcionamiento bsico es la ley de ohm es decir la corriente disminuye a medida que aumenta la resistencia o la corriente aumenta a medida que la resistencia disminuye (son de mayor tamao).Existen restatos para intensidades de corriente muy pequeas que se llaman potencimetros y se utilizan en circuitos donde se quiere variar la tensin.

Error

Este valor puede venir impreso o en cdigo de colores. Tolerancia: Es el error mximo con el que se fabrica la resistencia. Esta tolerancia puede ser de +-5% y +-10%, por lo general. Potencia mxima: Es la mayor potencia que ser capaz de disipar sin quemarse.

Sensibilidad

Tiene una sensibilidad dependiendo a cuanta corriente est sometido. Cuando el material tiene muchos electrones libres, como es el caso de los metales, permite el paso de los electrones con facilidad y se le llama conductor. Ejemplo de materiales: cobre, aluminio, plata, oro. Si por el contrario el material tiene pocos electrones libres, ste no permitir el paso de la corriente y se le llama aislante o dielctrico Ejemplo de materiales: cermica, bakelita, madera (papel), plstico.

III _ImgenesIlustracin 3: Ampermetro, voltmetro, vatmetro

Ilustracin 4: Restato, multmetro

IV WebgrafiaLaboratorio de circuitos elctricos I9