Introducción
El conocimiento y uso correcto de los equipos medidores de electricidad es de vital importancia para un estudiante de ingeniería, tanto para cuestiones de seguridad en un próximo ámbito laboral, como para fiscalizar el apto funcionamiento de nuestros implementos de trabajo. En el informe de la experiencia de laboratorio que a continuación se presenta, se muestra una práctica sencilla que nos introduce en el campo de la electricidad y su medición, la cual nos relaciona con algunos sus elementos, tales como resistencias, multímetros y la manera correcta de utilizarlo, fuentes de voltaje, protoboard o breadbord; así como también la manera de armar circuitos en serie y en paralelo. De igual manera se presentó la forma de desplegar nuestro ingenio, ya que la falta de algunos de las herramientas a utilizar nos llevó a utilizar otros instrumentos que los reemplazaran. Por ejemplo, se tenía que utilizar una fuente de voltaje y su carencia nos permitió conectar varias baterías para regular el voltaje. Como se menciona anteriormente estos tipos de laboratorios nos permiten no solamente conocer los implementos con los que probablemente nos mezclaremos en nuestros trabajos sino también desarrollar nuestras habilidades e ingenio para un mejor desempeño y aprovechamiento de los recursos.
Experimento #1 Mediciones de voltaje, corriente y resistencia eléctrica
Objetivos:
Identificar los elementos y funciones del multímetro digital. Utilizar el multímetro digital para mediciones de corriente, voltaje y resistencia. Establecer las relaciones de proporcionalidad entre resistencia, voltaje y corriente.
Materiales
Batería de 6 V Multímetro digital Cables Tablero de conexiones Fuente de alimentación Resistencias (7) de varios tamaños
Procedimiento a. El multímetro digital utilizado como óhmetro
1. Encienda el multímetro digital Verifique la continuidad de los alambres usando el emisor de sonido del multímetro de forma individual. Coloque el selector en la escala de ohmios de mayor rango. Seleccione 7 resistencias fijas de cerámica para verificar sus valores teóricos y experimentales. Coloque una resistencia entre los terminales y mida el valor. Para la lectura de una resistencia, por ejemplo, en el rango 2 K, si en la pantalla aparece 1.74 significa que su valor correcto es 1.74 kΩ atendiendo al múltiplo como factor de lectura. Complete la tabla n°2 para comparar valor nominal y medido.
2. Conecte en serie (un solo contacto entre los resistores) y complete la tabla n. °3 (en el valor calculado utilice los valores medidos de cada resistencia). 3. Utilizando el valor medido y calculado, determine el porcentaje de error y justifique las posibles causas. 4. Conecte en paralelo y complete la tabla n. °4 (en el valor calculado utilice los valores medidos de cada resistencia).
5. Utilizando el valor medido y calculado, determine el porcentaje de error y justifique las posibles causas.
b. El multímetro digital utilizado como voltímetro
1. Conecte los terminales; el cable negro en el orificio “com”, y el rojo (terminal positivo) en el orificio V/Ω. 2. Ponga el selector rotativo en la escala más alta de voltaje de corriente directa. 3. Conecte una batería de 6 V entre los terminales, colocando la punta del terminal rojo en el ánodo de la batería (positivo) y la punta del terminal negro en el cátodo (negativo). Anote su lectura. ___0,05__. 4. Cambie el selector a la escala inmediatamente inferior y anote su lectura.___6,2______. 5. Y si ahora cambia a la siguiente escala inferior, ¿Cuál es su lectura?_____6,29_______. 6. ¿Qué observa? ¿Cuál es el mejor rango para la lectura? El mejor rango es de 20 V. 7. ¿Qué sucede cuando cambia el selector a la escala más pequeña? Aumenta la lectura. 8. Intercambie las puntas en los contactos de la batería y anote qué sucede. Cambia el sentido a negativo. 9. Con la ayuda del profesor, encienda la fuente regulada de voltaje y ajuste a 10 V. 10. Mida el voltaje de la fuente con el voltímetro y ajuste a 10 V si es necesario. (Necesariamente ajustamos 10.21 V aproximado). 11. Arme el circuito n°1.
12. Ajuste la fuente, rectifique con el voltímetro y complete la tabla n°5.
13. Con la ayuda del profesor, conecte el circuito n°2, con la fuente ajustada 5.0 V.
14. Anote la lectura de los voltajes en cada resistor: =0,23; = 0,94; = 0,08. 15. Compruebe que se cumple la condición = ∑ , donde es el voltaje de la fuente y ; son los voltajes de cada resistor. 16. ¿A qué se debe la pequeña diferencia en la condición anterior? Mencionar algunas causas que producen que el voltaje de la fuente, no sea precisamente la suma de todos los voltajes de los resistores.
c. El multímetro digital utilizado como amperímetro 1. Conecte los terminales; el negro en el orificio “com” y el rojo (positivo) en el orificio A. 2. Ponga el selector rotativo en la mayor escala. (Por ejemplo: 20 A) 3. Arme el circuito n. °3 (con cualquier resistor mayor a 1.0 kΩ).
4. Ajuste la fuente según la tabla n. °6; midiendo con el voltímetro y complete la tabla n. °6 usando el circuito n. °3. 5. De acuerdo con los resultados, ¿qué concluye? 6. Con el mismo circuito n. °3; fije la fuente a 10 V, luego adicione una resistencia (mayor que 1 kΩ) y forme el circuito n. °4.
7. La lectura en el amperímetro AM1 es: _____________9,41 V y 00,3 A__________.
8. Adicione otra resistencia, de valor arbitrario (preferiblemente mayor que 1 kΩ), al circuito n. °4 manteniendo el voltaje de la fuente a 10 V para formar el circuito n. °5.
9. El valor de la corriente según el amperímetro es: _____00,29 A____________. 10. Explique por qué la corriente del circuito n. °5 es menor que la medida en el circuito n. °4.
Resultados
V.N. V.L.
Tabla n. °2
Tabla n. °3
Medido
Calculado
Tabla n. °4
Medido
Calculado
Tabla n. °5 Voltaje de la fuente
Escala
Voltaje de
6.38 V 10.09 V 15.30 V 20,5 V
20 V 20 V 20 V 200 V
6.30 0.12 0.23 00.3
15. Si cumple la condición ∑ .
16. Causas del voltaje que no tenga cierta igualdad con la suma de los resistores:
Aumento del valor de los resistores.
Tabla n. °6 Voltaje de la fuente 5.5 V 12.5 V 15.8 V 20.0 V
Escala
m m m m
Corriente en mA 0.71 00.1 00.3 00.5
Voltaje de R 6.38 0.12 0.23 00.3
5. El voltaje aumenta y disminuye en los resistores de amperaje.
10. La corriente del circuito n. °5 es menor porque disminuye a medida que haya más resistencia. Conclusiones
1. En el multímetro, al momento de medir la intensidad de corriente debe hacerse en serie, puesto que si se pone en paralelo toda la corriente se iría hacia el aparato dado su baja resistencia y estos podría causar que el instrumento de medición se queme. De igual forma si medimos Voltaje en serie y no en paralelo pasaría lo mismo. 2. En los resistores se presentan un código de colores lo cual podemos calcular por medio del valor de cada color y así obtener la resistencia del resistor.
Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Civil Licenciatura en Ingeniería Civil
Integrantes:
Karen Rojas. C.I.P: 8-888-474 Betzy Pinto. C.I.P: 8-891-1570 Isidro Aguirre. C.I.P: 8-889-1616 Katterin Ureña. C.I.P: 9-739-925 César Lasso. C.I.P: 8-882-168
Grupo 1-IC-124
Física II (Lab. A)
Mediciones de Voltaje, Corriente y Resistencia Eléctrica
Prof. Eduardo Castillo
Viernes 2 de mayo de 2014
