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ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 1
2. OBJETIVOS .................................................................................................................... 2
3. MARCO TEÓRICO .......................................................................................................... 2
4. PARTE EXPERIMENTAL ................................................................................................ 6
4.1. INSTRUMENTOS Y MATERIALES .......................................................................... 6
5. PROCEDIMIENTO .......................................................................................................... 7
6. RESULTADOS .............................................................................................................. 10
7. DISCUSIONES .............................................................................................................. 11
8. CONCLUSIONES .......................................................................................................... 12
9. RECOMENDACIONES .................................................................................................. 13
10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 13
INSTRUMENTOS Y MEDICIONES ELÉCTRICAS U.N.S.
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1. INTRODUCCIÓN
La importancia de los instrumentos eléctricos de medición es incalculable, ya que mediante
el uso de ellos se miden e indican magnitudes eléctricas, como corriente, carga, potencial
y energía, o las características eléctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad,
la capacitancia y la inductancia.
Además que permiten localizar las causas de una operación defectuosa en aparatos
eléctricos en los cuales, como es bien sabidos, no es posible apreciar su funcionamiento
en una forma visual, como en el caso de un aparato mecánico.
La información que suministran los instrumentos de medición eléctrica se da normalmente
en una unidad eléctrica estándar: ohmios, voltios, amperios, culombios, henrios, faradios,
vatios o julios. Los instrumentos eléctricos más comunes son: amperímetros y voltímetros
que permiten medir corriente eléctrica y diferencia de potencial o tensión eléctrica,
respectivamente.
El componente principal de estos instrumentos es un galvanómetro, aparato éste que
detecta una pequeña corriente que pasa a su través. El tipo más utilizado de galvanómetro
es el magneto-eléctrico (imán permanente y bobina móvil; tipo D’Arsonval).
Una bobina de alambre conductor por la que circula corriente eléctrica, al estar ubicada en
un campo magnético, experimenta la acción de un par de fuerzas o momento de torsión
proporcional al valor de la corriente. Este momento hace girar la bobina hasta que es
equilibrado por un par antagónico proporcionado por la suspensión mecánica de la bobina
(resortes en espiral).
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2. OBJETIVOS
Aprender a utilizar un multímetro para realizar medidas de diversas magnitudes
eléctricas (amperímetro, voltímetro y ohmímetro).
Mostrar las fuentes de energía eléctrica, accesorios de comando y protección de
circuitos eléctricos y algunos instrumentos de medición.
Conocer el manejo de los equipos e instrumentos de medida.
Conocer el principio de funcionamiento y características generales de los
instrumentos más comunes y ejercitar el uso de voltímetros y óhmetros (u
ohmímetros).
Reconocer errores que se cometen al efectuar mediciones de corrientes, voltajes y
resistencias.
3. MARCO TEÓRICO
Los instrumentos de medidas eléctricas se puede definir como dispositivos capaces de
medir una magnitud eléctrica cualquiera tal como por ejemplo: diferencia de potencial o
intensidad de corriente eléctrica.
Comúnmente el voltímetro, amperímetro y ohmímetro están incorporados en un dispositivo
o aparato llamado MULTÍMETRO por lo cual debemos tener cuidado de seleccionar
primeramente la magnitud que deseamos medir. Este instrumento indicador puede ser
analógico o digital. El analógico utiliza el Galvanómetro ideado por D´ Arsonval.
Para el uso del multímetro como amperímetro, voltímetro y ohmmetro se debe tener
presente lo siguiente:
COMO AMPERÍMETRO (A): El propósito de medir la intensidad de corriente eléctrica es
determinar la cantidad de electrones que fluyen en una rama de un circuito. Para medir
esta magnitud física es necesario colocar el amperímetro en serie con los componentes
de la rama en donde se quiere medir la corriente eléctrica. Ver figura N°1.
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(…) El instrumento utilizado como amperímetro se debe de conectar en serio con la carga cuyo valor de
corriente queremos determinar, tal como se muestra.
Debido a la pequeña corriente que admite la bobina del instrumento, para poder usar este instrumento
como amperímetro, debemos poder ampliar su alcance, lo cual se efectúa mediante el agregado de
resistencia en paralelo, observamos la forma de conexión. (ÁLVAREZ, 2009, p97)
Este instrumento es muy delicado y se debe tener mucho cuidado al usarlo pues un exceso
de corriente a través de él causará el deterioro de la bobina en los instrumentos
indicadores analógicos.
(…) Este instrumento se puede utilizar como amperímetro para corrientes de 20 a 50 A, para valores
superiores se utilizan con un transformador de medida auxiliar. (FLORES, 2007, p30)
- +
+
-
A
E
I
-
+ A
U Rc
IS
IA
B I
A
A RA
RS
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Figura N°1: Instalación de un amperímetro en un circuito eléctrico.
COMO VOLTÍMETRO (V): El propósito de medir el voltaje es determinar la diferencia de
potencial que existe entre dos puntos de un círculo.
(…) En ese caso el instrumento se debe conectar en paralelo con la carga de acuerdo a lo indicado.
Debido a que la corriente que circula por el instrumento depende de la resistencia de la bobina y de la
tensión aplicada, para poder utilizar el instrumento como voltímetro deberemos agregar una resistencia
en serie, de acuerdo a lo indicado. (SAUCEDO, 2009, p53)
La diferencia de potencial existente entre dos puntos cualesquiera se mide conectando las
dos puntas de prueba del voltímetro entre los puntos de medición, de esta manera el
voltímetro es conectado en paralelos dentro del círculo. Ver figura N°2.
(…) Se lo utiliza con el agregado de resistencia en serie al igual que el instrumento de imán permanente.
(ÁLVAREZ, 2009, p97)
-
+
U V Rc
Iv
Um
RA V
Rm
UA
U
+
-
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Figura N°2: Instalación de un voltímetro en un circuito eléctrico.
COMO OMÍMETRO (Ω): Es un instrumento cuyo propósito es medir la resistencia
desconocida de conductores eléctricos o aislantes.
El instrumento analógico para su funcionamiento necesita de una pila de 1.5 V y una de
las características es que la escala de ohmios es no lineal.
(…) se utiliza para medir resistencia eléctrica. Ésta es una característica que consiste en la oposición
que ofrecen al paso de la corriente eléctrica en menor grado los elementos conductores y en mayor los
semi conductores. La unidad de medida es el ohm (Ω). (ÁLVAREZ, 2009, p105)
Antes de efectuar cualquier medición y en cualquier rango se debe cortocircuitar la salida
del ohmiómetro y haciendo uso de la perilla de ajuste de ohmios se debe buscar que la
aguja indique cero (0 ohmios), luego sacando el elemento del circuito se procede a medir
el valor de la resistencia desconocida ubicándolo entre las puntas de prueba (ver figura
N°3), observando la medición en la escala respectiva y teniendo en cuenta el factor
multiplicador.
Figura N°3: Modo de ubicar el ohmiómetro.
- -
+
V +
E
Ω
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POTENCIÓMETRO: Es un elemento que posee tres terminales y esta constituido de un
material conductor. El terminal móvil se varía mediante el cursor. Este elemento sirve para
efectuar una división de voltaje con variación continua y también es usado para medir
voltaje por el sistema de comparación. El potenciómetro también se puede emplear como
reóstato usando el terminal móvil y cualquiera de los extremos (uno solo).
(…) es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede
controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de
potencial al conectarlo en serie.
Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes
mayores, se utilizan los reostatos, que pueden disipar más potencia. (FLORES, 2007, p86)
Figura N°4: Símbolo del potenciómetro.
4. PARTE EXPERIMENTAL
4.1. INSTRUMENTOS Y MATERIALES
Un multímetro analogico
Un multímetro digital
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Una fuente de tension continua
Dos pilas (1.5V y la otra 9V)
5. PROCEDIMIENTO
Medir el voltaje que suministra cada una de las pilas haciendo uso del multímetro como voltímetro.
Instalar el circuito de la figura n°5. Usando el voltímetro mida V1, V2, V3, V4, V5. Como también la tensión proporcionada por la fuente.
Figura N°5
Conjunto de resistencias
Claves de conexión
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Interrumpa el suministro de tensión al circuito e instale el amperímetro para medir las intensidades de corriente eléctrica para las ramas ab, bc, be, una por una, luego encienda la fuente y hacer la medición respectiva. CUIDADO: tener en cuenta la polaridad de la fuente así como la del amperímetro.
Interrumpa el suministro del tensión al circuito y sacar cada elemento (resistores) para medir su resistencia con el ohmímetro.
Instalar el circuito eléctrico según la figura N°6. Usar el voltímetro para medir la tensión de salida en los puntos A y B haciendo variar el cursor del potenciómetro. CUIDADO: tener en cuenta que el voltaje a medir no sea mayor que el rango elegido en el instrumento.
Figura N°6
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MEDIR LA RESISTENCIA EN
CADA RESISTOR.
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ARMAR EL CIRCUITO.
CONECTAR LA BATERIA Y
MEDIR EL VOLTAJE DE
CADA REISITOR EN
PARALELO.
INTERRUMPIR EL CIRCUITO
PARA MEDIR LA INTENSIDAD EN
SERIE.
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6. RESULTADOS
MEDICIONES ELÉCTRICAS
RESISTORES RESISTENCIA INTENSIDAD VOLTAJE
multímetro multisim multímetro multisim
R1 0.326 kΩ 2.08 mA 2.08 mA 0.684 V 0.678 V
R2 149.7 Ω 2.10 mA 2.043 mA 0.305 V 0.305 V
R3 6.71 kΩ 35 uA 39.08 uA 0.260V 0.259 V
R4 1.190 kΩ 35 uA 39.08 uA 0.046 V 0. 046 V
R5 3.85 kΩ 2.08 mA 2.08 mA 8.015 V 8.015 V
COMPARAR LOS RESULTADOS CON EL PROGRAMA MULTISIM
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7. DISCUSIONES
En la práctica realizada, las mediciones que hicimos con el multímetro digital, en la
medición de los voltajes, de los amperes y de los ohmios no todos los resultados
coincidieron con los resultados proporcionados por el programa Multisim, algunos
resultados se asemejaban pero no eran los mismos resultados.
MULTIMETRO: Un multímetro, a veces también denominado polímetro o tester, es
un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros
eléctricos y magnitudes en el mismo aparato.
o Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es
utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y
electricidad.
El multímetro digital es un instrumento electrónico de medición que generalmente
calcula voltaje, resistencia y corriente, aunque dependiendo del modelo
de multímetro puede medir otras magnitudes como capacitancia y temperatura.
Gracias al multímetro podemos comprobar el correcto funcionamiento de los
componentes y circuitos electrónicos.
Instrumentos de medida digital En contra posición con los instrumentos de medición
analógica, los instrumentos digitales indican los valores de medida en cifras
numéricas. Esto es más ventajoso para la observación visual, así de este modo se
puede prescindir de la lectura de rayas y de la interpolación de valores intermedios.
Esto evita agregar un error de visualización a los errores propios del instrumento.
El proceso para medir intensidades es algo más complicado, puesto que en lugar de medirse en paralelo, se mide en serie con el circuito en cuestión. Por esto, para medir intensidades tendremos que abrir el circuito, es decir, desconectar algún cable para intercalar el tester en medio, con el propósito de que la intensidad circule por dentro del tester. Precisamente por esto, hemos comentado antes que un tester con las bornas puestas para medir intensidades tiene resistencia interna casi nula, para no provocar cambios en el circuito que queramos medir.
Una vez tengamos el circuito abierto y el tester bien configurado, procederemos a cerrar el circuito usando para el tester, es decir, colocaremos cada borna del tester en cada uno de los dos extremos del circuito abierto que tenemos. Con ello se cerrará el circuito y la intensidad circulará por el interior del multímetro para ser leída.
No debe de provocarse un cortocircuito franco entre los terminales de voltaje, ya
sea uniendo por descuido los terminales, o conectando, en un circuito, dos puntos a diferente voltaje sin que entre ellos halla una resistencia. Esto se debe a que, como en el caso del multímetro, esto provocaría el paso de una corriente elevada que podría resultar peligrosa para el aparato.
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Para colocar el amperímetro debemos abrir el circuito en un punto, e insertar el
amperímetro en ese punto. Esto no siempre es posible porque hay casos en el que no se puede abrir el circuito para insertar el amperímetro, por ello se debe recurrir a la medida de intensidad con el voltímetro.
8. CONCLUSIONES
En la práctica realizada conocimos los tipos de conexiones que tienen los
instrumentos de medidas eléctricas, por ejemplo, en el amperímetro para medir la
intensidad de corriente eléctrica debemos hacer conexiones en serie, en el
voltímetro las conexiones son en paralelo y en el ohmímetro su conexión también
es en paralelo.
Con esta práctica aprendimos que pasos debemos de seguir para elaborar una
medición correcta y segura, además de reconocer la estructura de un circuito
eléctrico básico.
Se aprendió a encontrar voltajes, corrientes y resistencias, además, el manejo de
los equipos de medición como el multímetro digital. La intensidad de corriente
cuando las resistencias se encuentran en serie es la misma.
El multímetro digital puede medir el voltaje , la corriente eléctrica y el omeaje
El ohmímetro digital nos brinda una mayor precisión al momento de medir una
resistencia
Un multímetro digital es más preciso que un multímetro análogo ya que en el
multímetro digital obtenemos un digito preciso, mientras que en el análogo puede
existir error por parte del alumno al observar el indicador.
Es importante conocer de qué forma vamos a usar los instrumentos como el
Multímetro, pues si le damos un Uso indebido, podemos dañar dicho instrumento
hasta el punto de malograrlo y al mismo tiempo pudimos haber obtenido cálculos
inexactos o cálculos incorrectos
Mientras se conecta el amperímetro se debe cortar la corriente y se debe descargar
las resistencias previamente para que no derive corriente al cuerpo mientras se
colocan en el tablero
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Con el programa Multisim , podemos hacer diagramas de circuitos donde nos ayuda
a determinar con precisión precisión el voltaje , la intensidad de corriente ,
amperios , ohmios y lo que necesitemos.
9. RECOMENDACIONES
Previamente a la conexión de un voltímetro se debe conocer aproximadamente el
valor de la tensión ya que estos aparatos están diseñados para diferentes rangos
de voltaje.
Nunca se debe intentar mediar de un voltímetro común porque se corre el riesgo
de recibir una descarga eléctrica.
10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FLORES, P. (2007) Mediciones eléctricas e instrumentos. Madrid, España:
Ediciones Mundi Prensa, 634pp.
ÁLVAREZ, J. (2009) Mediciones eléctricas. Mexico: Editorial Interamericana,
108pp.
SAUCEDO, L. (2009) Instrumentos de medición eléctrica. Madrid, España: Editorial
Reverte, 189pp.
SILVA, J. (2012) Equipos en instrumentos de medida. Recuperado de
http://es.slideshare.net/JesusAngelSilvaReyes/informe-laboratorio-nro-1equipos-
e-instrumentos-de-medida
DUARTE, L. BECERRA, S. (2013) Instrumentos de medida. Recuperado de
http://elecmanetic.blogspot.com/2009/11/multimetro-digital-y-ana-logo.html
Medidor de energía con memoria instrumento análisis energía. Recuperado de
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GIMENEZ, A. (2010) Mediciones eléctricas. Recuperado de
http://www1.frm.utn.edu.ar/medidase2/varios/tester1.pdf