RECONOCIMIENTO Y USO DE INSTRUMENTOS DE MEDICION ELECTRICA LEY DE OHM

1. OBJETIVOS Reconocer y utilizar correctamente los instrumentos y equipos de medicin elctrica. Usar correctamente el multmetro. Comprobar experimentalmente la Ley de Ohm. Determinar la relacin que existe entre la diferencia de potencial V aplicada, y la intensidad de corriente (I) que circula a travs de un conductor.

2. EQUIPOS Y MATERIALES 01 multmetro 01 fuente de energa. 04 cables conductores (Cocodrilos) 01 tablero de resistencias (protowoar) 04 resistores para laboratorio (200, 500, 1000 y 1500) 02 pilas de 1.5 V 01 batera (1V, 3V y 9V)

3. FUNDAMENTO TEORICODESARROLLOLas mediciones elctricas se realizan con aparatos especialmente diseados segn la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parmetros de voltaje, tensin e intensidad.De esta forma, podemos enunciar los instrumentos de medicin como el Ampermetro o unidad de intensidad de corriente. El Voltmetro como la unidad de tensin, el Ohmmetro como la unidad de resistencia y los Multmetros como unidades de medicin mltiples.

VOLTIMETRO: Es el dispositivo que permite realizar la medicin de la diferencia de potencial o tensin que existe entre dos puntos pertenecientes a un circuito elctrico. El voltmetro, por lo tanto, revela el voltaje (cantidad de voltios).Los voltmetros tienen que contar con una resistencia elctrica elevada para que, al ser conectados al circuito para realizar la medicin, no generen un consumo que lleve a medir la tensin de manera errnea. De acuerdo a su funcionamiento, es posible diferenciar entre diferentes clases de voltmetros. El voltmetro digital dispone de una pantalla donde refleja la tensin con nmeros. Estos aparatos adems pueden contar con memoria y otras funciones.El voltmetro vectorial, por su parte, apela a seales de microondas para indicar la tensin y su fase. El voltmetro electromecnico, por ltimo, cuenta con un galvanmetro que presenta una escala graduada en voltios. Es importante no confundir el voltmetro con el voltmetro. Mientras que el voltmetro mide el potencial elctrico (voltios), el voltmetro se encarga de la medicin de la carga elctrica (coulombs).Tampoco hay que tener confusin entre el voltmetro y el ampermetro, que es la herramienta empleada para la medicin de la intensidad de la corriente. El voltmetro, para funcionar, tiene que conectarse en paralelo; el ampermetro, en serie, para que la corriente pase por l. Su resistencia, de este modo debe ser reducida, y no alta como ocurre en el caso del voltmetro. Uso del VoltmetroEs necesario conectarlo en paralelo con el circuito, tomando en cuenta la polaridad si es C.C.Se debe tener un aproximado de tensin a medir con el fin de usar el voltmetro apropiadoCada instrumento tiene marcado la posicin en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada.Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.Utilidad del VoltmetroConocer en todo momento la tensin de una fuente o de una parte de un circuito. Cuando se encuentran empotrados en el Laboratorio, se utilizan para detectar alzas y bajas de tensin. Junto el Ampermetro, se usa con el Mtodo ya nombrado.

AMPERIMETRO: Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Elctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submltiplos, el miliamperio y el micro-amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, sea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el ampermetro de bobina mvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagntico.El Ampermetro de C.C. puede medir C.A. rectificando previamente la corriente, esta funcin se puede destacar en un Multmetro. Si hablamos en trminos bsicos, el Ampermetro es un simple galvanmetro (instrumento para detectar pequeas cantidades de corriente) con una resistencia paralela llamada Shunt. Los ampermetros tienen resistencias por debajo de 1 Ohmio, debido a que no se disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito energizado.La resistencia Shunt ampla la escala de medicin. Esta es conectada en paralelo al ampermetro y ahorra el esfuerzo de tener otros ampermetros de menor rango de medicin a los que se van a medir realmente.Uso del AmpermetroEs necesario conectarlo en serie con el circuito.Se debe tener un aproximado de corriente a medir ya que si es mayor de la escala del ampermetro, lo puede daar. Por lo tanto, la corriente debe ser menor de la escala del ampermetro.Cada instrumento tiene marcado la posicin en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada. Si no se siguen estas reglas, las medidas no seran del todo confiables y se puede daar el eje que soporta la aguja.Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.Las lecturas tienden a ser ms exactas cuando las medidas que se toman estn intermedias a la escala del instrumento.Nunca se debe conectar un ampermetro con un circuito que este energizado.Utilidad del AmpermetroSu principal, conocer la cantidad de corriente que circula por un conductor en todo momento, y ayuda al buen funcionamiento de los equipos, detectando alzas y bajas repentinas durante el funcionamiento. Adems, muchos Laboratorios lo usan al reparar y averiguar subidas de corriente para evitar el malfuncionamiento de un equipoSe usa adems con un Voltmetro para obtener los valores de resistencias aplicando la Ley de Ohm. A esta tcnica se le denomina el Mtodo del Voltmetro - Ampermetro

OHMIMETRO: Es un arreglo de los circuitos del Voltmetro y del Ampermetro, pero con una batera 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 voltmetro marca la cada de voltaje de la batera y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en la escala.Generalmente, estos instrumentos se venden en forma de Multmetro el cual es la combinacin del ampermetro, el voltmetro y el Ohmmetro juntos. Los que se venden solos son llamados medidores de aislamiento de resistencia y poseen una escala bastante amplia.Uso del OhmmetroLa resistencia a medir no debe estar conectada a ninguna fuente de tensin o a ningn otro elemento del circuito, pues causan mediciones inexactas.Se debe ajustar a cero para evitar mediciones errticas gracias a la falta de carga de la batera. En este caso, se debera de cambiar la mismaAl terminar de usarlo, es ms seguro quitar la batera que dejarla, pues al dejar encendido el instrumento, la batera se puede descargar totalmente.Utilidad del OhmmetroSu principal consiste en conocer el valor hmico de una resistencia desconocida y de esta forma, medir la continuidad de un conductor y por supuesto detectar averas en circuitos desconocidos dentro los equipos.

-OTROS ELEMENTOS:El Multmetro analgico:Es el instrumento que utiliza en su funcionamiento los parmetros del ampermetro, el voltmetro y el Ohmmetro. Las funciones son seleccionadas por medio de un conmutador. Por consiguiente todas las medidas de Uso y precaucin son iguales y es multifuncional dependiendo el tipo de corriente (C.C o C.A.)El Multmetro Digital (DMM):Es el instrumento que puede medir el amperaje, el voltaje y el Ohmiaje obteniendo resultados numricos - digitales. Trabaja tambin con los tipos de corrienteComprende un grado de exactitud confiable, debido a que no existen errores de paralaje. Cuenta con una resistencia con mayor Ohmiaje al del analgico y puede presentar problemas de medicin debido a las perturbaciones en el ambiente causadas por la sensibilidad.Fuentes de PoderSon aparatos utilizados para darle una ganancia de electricidad regulada a los instrumentos de medicin segn resistencia (voltaje) e intensidad (amperaje). Las fuentes de poder utilizadas en Laboratorios son extrables y portables, lo cual hacen de este aparato algo bien prctico.Se dividen en dos tipos, los completos y los prcticos segn la funcin o el Uso que tenga y son capaces de regular la salida de ganancia segn los parmetros ya nombrados con un margen de error porcentual bajo para mejorar y dar practica a ejercicios de medicin.

LA LEY DE OHM

La Ley de Ohm, postulada por el fsico y matemtico alemnGeorg Simn Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinmica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades bsicas presentes en cualquier circuito elctrico como son:

1. Tensin o voltaje"E",en volt (V).2. Intensidad de la corriente" I ",en ampere (A).3. Resistencia"R"en ohm () de la carga o consumidor conectado al circuito.

Circuito elctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga elctrica"R"y la circulacin de una intensidad o flujo de corriente elctrica" I "suministrado por la propia pila.

Debido a la existencia de materiales que dificultan ms que otros el paso de la corriente elctrica a travs de los mismos, cuando el valor de su resistencia vara, el valor de la intensidad de corriente en ampere tambin vara de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensin o voltaje se mantenga constante.Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensin o voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentar o disminuir en la misma proporcin, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

Postulado general de la Ley de Ohm

El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito elctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensin o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

FRMULA MATEMTICA GENERAL DE REPRESENTACIN DE LA LEY DE OHM

Desde el punto de vista matemtico el postulado anterior se puede representar por medio de la siguiente Frmula General de la Ley de Ohm:

4. PROCEDIMIENTO(PARTE EXPERIMENTAL)

4.1 USO DEL VOLTIMETRO Medir el voltaje:1. Colocamos el selector del multmetro en su rango ms alto para voltios en corriente alterna (AC).2. Conectamos las puntas de prueba.3. Ubicamos las escalas de voltaje.4. Probamos medir una toma de corriente comn (Mesa de trabajo, pared, pila, batera y una fuente).5. Anotamos los resultados:MUESTRAACV

Mesa de trabajo225 V

Pared de laboratorio225 V

MUESTRADCV

PILA1.52 V

BATERIA9V

FUENTE6V

Imgenes:

4.2 USO DEL AMPERIMETRO Medir la intensidad:1. Nos aseguramos de haber medido primero el voltaje.2. Configuramos el multmetro en el rango ms alto de amperios AC o DC que tenga.3. Armamos el circuito que necesitamos.4. Apuntamos resultados.NI(A)V(V)

10.02011

20.03016

30.05028

Imgenes:

4.3 USO DEL OHMIMETRO Medir la intensidad:1. Coloca el selector en posicin Ohm o Resistencia2. Observa el indicador de medida.3. Conecta las puntas de prueba.4. Junta las puntas de prueba al final de los cables y mantenlas en contacto.5. Prueba diferentes rangos.6. Prueba la resistencia entre manos.7. Asegrate de que la lectura sea precisa.8. Anotamos los resultados.

NR()

11000

2500

3200

Imgenes:

5. CUESTIONARIO:5.1 Menciones las diferencias entre: Ampermetro, ohmmetro y voltmetro. AMPERIMETROOHMIMETROVOLTIMETRO

Mide la intensidad de corriente que est circulando por un circuito elctrico.

Tienen una resistencia interna muy pequea, por debajo de 1 ohmio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir cuando se conecta al circuito elctrico.Es el dispositivo que se utiliza para medir las resistencias en un circuito de corriente elctrica.

Existen muchas escalas para medir las cuales se pueden seleccionar mediante el cursor del aparato.Es el aparato utilizado para medir, de manera directa o indirecta, la diferencia de potencial que hay entre dos puntos de un circuito. Debe contar con una resistencia interna muy alta, de modo que su consumo sea muy bajo y as permitir que la lectura sea precisa.

Para efectuar la medida es necesario que la intensidad de la corriente circule por el ampermetro, por lo que este debe colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente.Para medir una resistencia lo primero que hay que hacer es poner el aparato en corto circuito entre sus terminales.Los puntos en donde se mide la diferencia de potencial deben estar colocados en forma paralela.

5.2 Explique cmo puede determinar si un fusible esta quemado:La mejor manera de saberlo sera realizando su medicin en un multmetro o ampermetro, ya que las cargas en el fusible se mide en amperios, entonces en primer lugar se debera armar el circuito colocando los cables del multmetro en los extremos del fusible, como es un circuito si en nuestro multmetro no se obtiene alguna medida quiere decir que el multmetro esta quemado ya que hizo un corto circuito, en cambio si se logra registrar medida nuestro fusible puede seguir trabajando.

5.3 De qu manera se determina el valor de una resistencia:Es muy fcil obtener el valor de una resistencia, para ello usaremos la siguiente tabla, que utilizaremos al resolver los siguientes ejemplos :

Donde = Ohmiok = Kilohmio (1 k es igual a 1000 ohmios).M = Megaohmio (1 M es igual a 1 000 000)Ejemplo 1. Determinar la resistencia del siguiente resistor.

En la anterior imagen podemos apreciar que existen 4 bandas (no se ve claro pero son naranja, blanca, roja y dorada), las 3 cercanas determinan la resistencia de la siguiente manera:1.- La primera banda es naranja por lo que su valor es 3.2.- La segunda banda es blanca por lo que su valor es 9.3.- La ltima banda, en este caso la tercera (roja) es el multiplicador, la cual vale x100.4.- Se unen los valores 1 y 2, nos quedara 39.5.- El valor anterior (39) se multiplica por el multiplicador que vale x100, por lo tanto 39x100=3900, el cual es el valor resistivo que ofrece el componente.6.- Respecto a la tolerancia, esta se refiere al error mximo que una resistencia tiene respecto a su valor nominal, esto quiere decir que una resistencia puede tener un valor nominal determinado por sus bandas impresas, y sin embargo su valor real podra variar respecto al porcentaje marcado por la tolerancia. En este caso la tolerancia est dada por la banda dorada 5% 0.05, por lo que multiplicamos el valor resistivo anterior por la tolerancia, esto es 3900 x0.05 que nos dara 195, valor que restaramos y sumariamos al valor resistivo de las otras bandas (3900 ), por lo que el valor resistivo real sera de entre 3705 y 4095 .Si queremos comprobar que nuestra medicin ha sido correcta, utilizamos el multmetro, ponemos la llave selectora en , escogemos el rango correcto y conectamos las puntas de los cables del multmetro a las puntas del resistor.

5.4 Construya el grafico entre voltaje y la intensidad de corriente. A partir del grafico determine el valor de la resistencia usada en el laboratorio:Mediante la Tabla N 03: NI(A)V(V)

10.02011

20.03016

30.05028

Grafica Intensidad versus Voltios