GUÍA DE LABORATORIO No. 2RECONOCIMIENTO DE MATERIALES Y MEDIDAS DE VOLTAJES

INTEGRANTES:

MAESTRE ÁVILA ISMAEL ENRIQUE MIELES MORENO RICARDO ANDRÉS PEÑALOZA SOTO ANDRÉS ALFONSO VELILLA PAVA OSCAR ALEJANDRO

LIC. JUAN PACHECO FERNANDEZ

Asignatura: ElectromagnetismoGrupo: 11

UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FALCULTAD DE INGENIERIAS Y TECNOLÓGICAS

VALLEDUPAR - CESAR2015

PRESENTACIÓN

El voltaje es una magnitud física, con la cual podemos cuantificar o “medir” la diferencia de potencial eléctrico o la tensión eléctrica entre dos puntos, y es medible mediante un aparato llamado voltímetro. En cada país el voltaje estándar de corriente eléctrica tiene un número específico, aunque en muchos son compartidos. Por ejemplo, en la mayoría de los países de América Latina el voltaje estándar es de 220 voltios.

La corriente eléctrica se genera por un traslado o traspaso de cargas enérgicas, lo cual se conoce como Ley de Henry, y podría resumirse el proceso de la siguiente manera: dos puntos, pongamos A y B, tienen diferencia de potencial pero aún así son unidos por un conductor. Esto provocará un flujo o traspaso de electrones, entonces del punto A que posee mayor potencial se producirá el traspaso de una parte de la carga, mediante el conducto, al otro punto (B) que posee menor potencial. El traspaso cesará solo cuando ambos puntos A y B igualen su capacidad de potencial eléctrico. Ese traspaso descripto es lo que comúnmente conocemos como corriente eléctrica.

El símbolo con el cual es representado el voltaje o tensión eléctrica es V, que representa a la unidad de medida que es el voltio o volt. Su nombre, deriva de Alessandro Volta, físico italiano que ingenió en el siglo XVII la pila eléctrica, luego denominada pila voltaica (también en honor a su mentor). Lo que hizo Volta fue “descubrir” los dos materiales que eran capaces de conducir electricidad de manera constante, un problema de la física que acarreaba desde los tiempos de Luigi Galvani, otro físico italiano que comenzó a indagar sobre las posibilidades de generar este tipo de electricidad continua. Los dos materiales propuestos por Volta fueron el zinc y la plata.

El voltio tiene capacidad de ser fragmentado, tal como lo son otras medidas como el metro, y entonces podemos encontrar unidades de medidas tales como: centivoltio, decivoltio, milivoltio, decavoltio, hectavoltio, etc. Para tener una idea en general, una pila alcalina no recargable de las que denominamos comúnmente AA (doble A) tiene una capacidad de1.5V. Mientras, una batería de litio que sea recargable tiene un potencial de 3.75V.

Respecto a los voltajes, como decíamos, en casi todos los países de América del Sur el voltaje estándar es de 200V. En Europa, utilizan un voltaje de 230V, mientras en Oceanía asciende a 240V. En Norteamérica, el voltaje de potencial eléctrico es de 120V, y en Japón de 100V. De América Latina, sólo Colombia, Ecuador y Venezuela no comparten el volta de220, y utilizan 110V.

OBJETIVO GENERAL

Reconocer materiales y medidas de voltajes.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Identificar las fuentes que suministran corriente eléctrica.

Realizar toma de medidas de voltaje en las fuentes amarillas y en los toma corriente del salón.

Afianzar el manejo del multímetro.

MATERIALES Y EQUIPOS

Figura 1. Fuente Amarilla. Permite realizar ensayos de mediciones de voltaje.

Figura 2. Voltímetro digital. Es un instrumento que se utiliza para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.

Voltímetro:

MARCO TEÓRICO

El voltímetro es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial (ddp). La unidad de medida es el Voltio (V). La ddp puede ser medida en CC o AC, según la fuente de alimentación utilizada. Por ello, antes de utilizar el instrumento lo primero que se debe verificar es qué tipo de señal suministrará la fuente de alimentación, y constatar que el selector de escala se encuentre en la posición adecuada, AC o CC.

Luego se debe estimar o calcular por medio analítico el valor de ddp a medir y con ello seleccionar el rango de escala adecuado, teniendo en cuenta que el fondo de escala sea siempre superior al valor a medir.

En el caso que no sea posible estimar ni calcular la ddp a medir, se deberá seleccionar la escala de mayor rango disponible y luego de obtener una medición adecuar el rango de escala, si fuera necesario. Para el caso de instrumentos de aguja, es aconsejable que la lectura se efectúe siempre en la segunda mitad de la escala, ya que allí se comete menor error.

Cuando se debe medir en CC se deberá tener en cuenta la polaridad del instrumento, observando que para ello los cables del mismo se hallan diferenciados por su color siendo, por convención, el color rojo para la polaridad positiva y el color negro para la polaridad negativa; los bornes del instrumentos están indicados con los signos + y - o COM respectivamente.

Para el caso de instrumentos de aguja (analógicos), al conectarlos con la polaridad incorrecta se observará que la aguja deflexionará en sentido contrario (de derecha a izquierda), lo que puede causar deterioro del mecanismo de medición del instrumento. En caso de desconocer la polaridad de la fuente de alimentación, o ante cualquier duda sobre la selección de escala, consultar con el profesor. Cuando se vaya a medir en AC no se tendrá en cuenta la polaridad debido a que se trata de corrientes no polarizadas.

Amperímetro:

Es un instrumento destinado a medir intensidad de corriente, tanto en corriente continua como en alterna. La unidad de medida es el Ampere (A). Para el manejo de éste instrumento se deberán observar las mismas precauciones que para el uso del voltímetro.

Óhmetro:

Instrumento destinado a medir valores de resistencias. La unidad de medida es el Ohm (Ω). Este instrumento no posee polaridad. La medición de resistencia debe efectuarse siempre con al menos uno de los bornes del elemento resistivo desconectado del resto del circuito.

Conexión de los distintos instrumentos:

VOLTIMETRO: Medición de la ddp sobre R Importante: el voltímetro se conecta siempre en paralelo. Observar la polaridad para el caso de CC.

AMPERIMETRO: Medición de la intensidad de corriente en el circuito.Importante: el amperímetro se conecta siempre en serie. Observar la polaridad para el caso de CC.

OHMETRO: Medición de la resistencia R. Importante: el óhmetro se conecta en paralelo con el elemento resistivo a medir. El elemento resistivo no debe estar conectado alcircuito de lo contrario se puede incurrir en error en la medición.

El Multímetro, su uso: El multímetro posee una perrilla que nos permite seleccionar el tipo de medición que querernos realizar. Podemos dividir a éste en cinco zonas principales:

PROCEDIMIENTO

1ro. En las fuentes amarillas del laboratorio identificamos el tipo de voltaje de cada sección (continuo o alterno), las describimos y comparamos las diferentes escalas.

2do. Verificamos el estado de cada sección.

3ro. Utilizamos el multímetro como voltímetro, escogimos el rango adecuado para realizar varias mediciones y comparamos si el valor dado por el instrumento coincide con el valor que suministra la fuente. Realizamos las siguientes tablas de datos donde consignamos ambas clases de valores e incluimos el primer y segundo punto:

Figura 3. Fuente amarilla más especificaciones

SECCIÓN IV SECCIÓN III SECCIÓN II SECCIÓN I

C B A

Sección I: Corriente ContinuaTabla 1:

N° de Mediciones Voltaje Fuente Voltaje Voltímetro Estado

1 5 6.1 F.C.

2 10 10.7 F.C.

3 15 15.6 F.C.

4 20 21.2 F.C.

5 25 26.4 F.C.

F.C.: Funciona y está calibrada. F.D.: Funciona y está descalibrada. N.F.: No funciona.

Sección II: Corriente ContinuaTabla 2:

N° de Mediciones Voltaje Fuente Voltaje Voltímetro Estado

1 50 33 F.D.

2 100 64 F.D.

3 150 116 F.D.

4 200 175 F.D.

5 300 273 F.D.

Sección III: Corriente continua y fija a 110 V.

Tabla 3:N° de Mediciones Voltaje Voltímetro

1 108.6

Sección IV:

C a n al o P u n t o A: De cero (0) a 250 V

Tabla 4:

N° de Mediciones Porcentaje de laFuente (%)

Voltaje * Estado

1 10 25 F.C.

2 20 50 F.C.

3 30 75 F.C.

4 40 100 F.C.

5 50 125 F.C.

* Porcentaje de la Fuente (%) por 250.

C a n al o P u n t o B : Dañado. Por lo tanto no pudimos realizar el ensayo en esta sección.

C ana l o P u nt o C : Dañado. Por lo tanto no pudimos realizar el ensayo en esta sección.

4to. Analizamos y colocamos la perilla de la fuente en una posición que suministre aproximadamente 50V. Verificamos con el multímetro si efectivamente hay aproximadamente los 50 V que supuestamente está suministrando la fuente (no seOlvide de la escala) ¿Cuál es la lectura en el multímetro? ¿Es aproximadamente 50 V?,¿Está totalmente lejos? Explique, y si es el caso intente nuevamente. ¿Qué información suministra la perilla? Explica!

Tabla 5:

N° de MedicionesValor seleccionado con

la perilla Voltaje Voltímetro

1 50 33

Sí. Es bastante distante. Esto se debe a que el canal está descalibrado.

Después de analizar hasta el momento lo que se ha realizado, Según tu fuente, ¿qué valor de voltaje se debe entonces registrar con la posición de la perilla en 20? ¿Explica la forma como hiciste el cálculo para conocer el resultado anterior? Verifica el resultado con el multímetro, verifica si es correcto el rango de valores de la fuente, si no es correcto determina el nuevo rango. Con el nuevo rango qué valor de voltaje debe registrarse cuando la perilla está en las siguientes posiciones:

a. Para la fuente de 0 ÷ 25: * 15 * 25.b. Para la fuente de 0 ÷ 250: Esta es la que aparece en la fuente. * 40 * 75.

Tabla 6:

N° de Mediciones Valor seleccionado con la perilla (%)

Voltaje Voltímetro*

1 40 1202 75 231

*Lo obtenemos al multiplicar el porcentaje (%) por rango de la fuente.

5to. Medir con el voltímetro la diferencia de potencial suministrada por los tomas de corriente del salón. ¿Qué tipo de voltaje es? ¡Explica!

Tabla 7:

Puntos de Medición Voltajes

1 135.4 135.5 135.3

2 131.8 131.9 131.7

3 133.6 133.7 133.8

En corriente alterna ya que no tiene polaridad.

6to. Verifica si la fuente fija de voltaje alterno, de las fuentes amarillas, suministra lo que la lectura especifica.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Al revisar los resultados, notamos que hay gran diferencia en algunos canales lo cual se debe a una descalibración del equipo o fuente amarilla. Además también se presentan errores accidentales o aleatorios.

Al medir en los tomacorriente invertimos los polos del voltímetro y no hubo cambio de signo o de valor en la medición, lo cual significa que el tomacorriente es de tipo C.A., es decir, corriente alterna.

CONCLUSIÓN

En esta experiencia podemos concluir que hay diferentes aplicaciones de un multímetro digital para mediciones de magnitudes como el voltaje, así como las condiciones que hay que tener antes de usarlo, para que de esta manera no se cometan errores en la medición y obtener un resultado más confiable.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

h tt p : //d e f i n i c i o n . m x / v ol t aj e / Consultado el 12/04/2015