Informe de Mediciones Mdd

PORTADA ..ii

ABSTRACT..iii

RESUMEN...iv

I. INTRODUCCIN ................................................................................................................................................ 5

II. MARCO TERICO ........................................................................................................................................ 7

2.1. MULTIMETRO ..................................................................................................................................... 7

2.1.1. DEFINICIN ................................................................................................................................ 7

2.2. VOLTAJE ............................................................................................................................................. 10

2.2.1 DEFINICIN ................................................................................................................................... 10

2.2.2 VOLTIMETRO ................................................................................................................................ 12

2.3. CORRIENTE ELECTRICA ............................................................................................................ 13

2.3.1. DEFINICIN .............................................................................................................................. 13

2.3.2. AMPERIMETRO ....................................................................................................................... 14

2.4. RESISTENCIA ................................................................................................................................... 16

2.4.1. DEFINICION .............................................................................................................................. 16

2.4.2. RESISTIVIDAD ........................................................................................................................ 17

2.4.3. EFECTOS DE LA TEMPERATURA ................................................................................. 18

2.4.4. RESISTORES ............................................................................................................................ 19

2.4.5. POTENCIA CONSUMIDA EN UN RESISTOR ........................................................... 19

2.4.6. CODIGO DE COLORES ........................................................................................................ 20

2.4.7. CIRCUITO ABIERTO O CORTOCIRCUITO .............................................................. 21

2.4.8. OHMETRO U OHMIMETRO ............................................................................................... 22

III. MTODOS Y MATERIALES ................................................................................................................... 23

3.1. MTODO .............................................................................................................................................. 23

3.2. DESCRIPCIN DEL EQUIPO ..................................................................................................... 23

3.3. MATERIALES Y EQUIPOS .......................................................................................................... 23

3.4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ...................................................................................... 23

3.4.1. ACTIVIDAD N 01 .................................................................................................................. 23

3.4.2. ACTIVIDAD N 02 .................................................................................................................. 24

3.4.3. ACTIVIDAD N 03 .................................................................................................................. 24

3.4.4. ACTIVIDAD N 04 .................................................................................................................. 25

IV. RESULTADOS .............................................................................................................................................. 25

V. DISCUSIN DE RESULTADOS ........................................................................................................... 26

VI. CONCLUSIONES ........................................................................................................................................ 26

VII. RECOMENDACIONES .............................................................................................................................. 26

VIII. REFERENCIA BIBLIOGRFICA ..................................................................................................... 27

IX. BIBLIOGRAFA ............................................................................................................................................ 28

5

I. INTRODUCCIN

El presente trabajo est orientado a la utilizacin de equipos de medicin, ya que cuantificar

es parte de nuestra vida diaria y que con esta tcnica podemos determinar todo tipo de

clculo requerido.

Las diversas manifestaciones de la naturaleza podemos medirlo, en esta oportunidad

elaboraremos un experimento que nos permita tener acceso al fenmeno de la corriente

elctrica, usando resistencias y bateras.

El presente informe consta de un marco terico donde se especifica todo acerca de las

unidades de medida, equipos de medicin, asociacin y tipos de circuitos elctricos.

De esta manera podremos darnos cuenta de cun importante son los instrumentos de

medicin, las unidades y sobre todo como usar correctamente el multmetro.

Inmediatamente despus de estos fenmenos lograremos realizar ciertos clculos que nos

llevaran a constatar el valor real de en cada caso (voltaje, corriente y resistencia).

Como parte final se llega concluir con los objetivos planteados ponindolos en prctica en

nuestra vida diaria y ms an aplicarlos en la carrera profesional de ingeniera qumica.

6

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar mediciones fundamentales y emplear el correcto funcionamiento del multmetro digital.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Relacionarse con las funciones del multmetro digital. Operar el multmetro para medir la resistencia. Operar el multmetro para medir la corriente elctrica. Operar el multmetro para medir tensin elctrica.

7

II. MARCO TERICO

2.1. MULTIMETRO

2.1.1. DEFINICIN

El Multmetro o Multitester es un conjunto de accesorios que se comportan como

instrumentos de mltiples propsitos. As como los ms comunes, que tienen la

propiedad de medir intensidad de corriente, tensin, en seal continua o alterna, y

adems medir resistencia elctrica. Estas seran las condiciones mnimas que se

podran exigir a un instrumento para definirlo como Multitester.

Poseen diferentes escalas, que suelen distraer la medicin, provocando los tpicos

Errores de Lectura que en ocasiones traen como consecuencia la prdida parcial

o total del instrumento, ya sea por sobrecarga o error de conexin al circuito.

Los multitester, sobre las unidades bsicas de medicin, tambin se le agregan otras

funciones, como pueden ser por ejemplo: medir continuidad en diodos, tipo de

polaridad en transistores, continuidad con sonido, nivel de ruido, temperatura, etc.

Pero si hay algo claro, es que existen dos tipos de Multmetros: Multitester

Anlogos y los Multitester Digitales. Dentro de estos dos grupos se vuelven a

clasificar por el tipo de funcionamiento que desarrollan en la accin de la medicin.

Pero este punto lo abordaremos un poco ms adelante, ahora veremos las

generalidades del proceso de la medicin.

Diagrama que muestra las etapas de una medicin.

En el diagrama de flujo se muestran las etapas de una medicin, que debe cumplir

cualquier instrumento. Toda seal de estmulo debe ser canalizada por un sistema

de entrada hasta el elemento comparador; que puede ser un banco de resistencias,

bobinas, condensadores termmetros, barmetros, o hasta complejos sistemas

digitales.

Seal de entrada Sistema de

entrada

Sistema

comparador Seal de salida

Sistema de interpretacin

(Display o escala de medicin)

8

El comparador emite una seal como respuesta al estmulo de entrada, que es

traducida o representada por el sistema de interpretacin compuesto por escalas

luminosas, display de cristal lquido, escalas analgicas con agujas, etc.

Los multitester cumplen, como cualquier instrumento de medicin, con todas las

etapas anteriores. Pero se debe agregar una etapa intermedia entre el sistema de

entrada y el sistema comparador. A sta etapa se le denomina etapa de seleccin o

conmutacin y se encarga de canalizar la seal de entrada por los parmetros

adecuados de medicin y ser evaluados en distintas escalas de interpretacin.

Algunos multitester digitales se denominan autorango, por establecer

automticamente la escala de medicin segn la unidad establecida en la entrada.

Diagrama que muestra el funcionamiento de un multmetro.

En este diagrama se explica en forma general el funcionamiento de un multitester

convencional que puede ser digital o analgico.

9

Figura 1. Multmetro analgico

Figura 2. Multmetro digital

10

2.2. VOLTAJE

2.2.1 DEFINICIN

La definicin de voltaje involucra el concepto de trabajo, el cual a su vez involucra

los conceptos de fuerza y distancia. La unidad de trabajo en el S.I. es el joule,

denotado por el smbolo J; la unidad de fuerza en el S.I. es el newton, denotado por

el smbolo N, y la unidad de distancia en el S.I. es el metro, denotado por el smbolo

m.

Para mover un objeto se necesita un trabajo que supere la fuerza que se opone al

movimiento. Por ejemplo, para el levantamiento de un objeto se necesita realizar

un trabajo que supere la fuerza de gravedad. De manera general, el trabajo

necesario en joules es el producto de la fuerza en newtons por la distancia recorrida

en metros:

() = ()()

Donde W, F y s son los smbolos de trabajo, fuerza y distancia, respectivamente.

Energa es la capacidad para realizar trabajo. Una de sus formas es la energa

potencial, que es la energa que tiene un cuerpo debido a su posicin.

La diferencia de voltaje (tambin llamada diferencia de potencial) entre dos puntos

es el trabajo requerido en joules para mover una carga de 1 C de un punto hasta

otro. La unidad de voltaje en el S.I. es el volt, denotado por el smbolo V. La cantidad

de voltaje que puede denotarse por el smbolo V o v, aun cuando E y e se usan

tambin. En general,

() =()

()

El smbolo V, utilizado para representar una cantidad de voltaje, algunas veces tiene

subndices para indicar los dos puntos a los que se refiere el voltaje. Si la letra a se

asigna a un punto y la letra b para el otro, y si W joules de trabajo se necesitan para

mover Q coulumbs desde el punto b hasta el punto a, entonces =

.

Ntese como el primer subndice es el punto hacia el cual la carga se mueve. A veces

el smbolo de una cantidad de trabajo se denota por medio de subndices, como en

la expresin dada por =

.

Para mover una carga positiva desde b hasta a (o una carga negativa desde a hasta

b), se necesita realizar un trabajo, por lo tanto el punto a es positivo con respecto

del punto b. A esto se le denomina la polaridad del voltaje. En el diagrama de un

circuito esta polaridad de voltaje se indica por medio de un signo positivo (+) en el

punto a, y por un signo negativo (-) en el punto b, como se muestra en la figura para

un voltaje de 6 voltios.

11

Los trminos usados para designar este voltaje son, un voltaje o una elevacin de

potencial de 6v desde b hasta a o, de forma equivalente, una cada de voltaje o de

potencial de 6v desde a hasta b.

Si la cantidad de voltaje se denota por el smbolo como en la figura mostrada, los

signos positivo y negativo se consideran como polaridades de referencia y no

necesariamente como polaridades reales. Si se utilizan los subndices, el signo

positivo de la polaridad debe estar en el punto correspondiente al primer subndice

(en este caso a), mientras que el signo negativo de la polaridad corresponder al

segundo subndice (en este caso, b). Si despus de efectuar algunos clculos se

encuentra que es positivo, entonces el punto a es realmente positivo con

respecto del punto b, coincidiendo con los signos de la polaridad. Pero si se

encuentra que es negativo, las polaridades son realmente opuestas a las

calculadas.

Figura 3. Fuentes de voltaje

A un voltaje constante se le denomina voltaje de CC; a un voltaje que vara

senoidalmente con el tiempo, voltaje de CA.

Una fuente de voltaje, como por ejemplo una batera o un generador, produce un

voltaje que idealmente no depende del flujo de corriente que a travs de ella. En la

figura 4(a) se muestra el smbolo de circuito para una batera. Esta fuente de voltaje

de cc de 12 V; este smbolo frecuentemente se usa tambin para fuentes de voltaje

de cc que no son precisamente una batera. En general los signos + y no se

escriben porque se ha convenido en designar el terminal positivo con la lnea ms

larga y negativo con la lnea ms corta. Otro smbolo de circuitos para una fuente

de voltaje de cc se muestra en la figura 4(b). Una batera donde existe un exceso de

protones, hacia la fuerza de repulsin del terminal negativo, en donde existe un

exceso de electrones. Un generador de voltaje suministra esta energa proveniente

de una fuente mecnica que hace girar un imn alrededor de una bobina de

alambre.

Figura 4.- Tipos de fuente de alimentacin

12

2.2.2 VOLTIMETRO

Un voltmetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de

potencial entre dos puntos de un circuito elctrico.

Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltmetro ha de colocarse en paralelo; esto es, en derivacin sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltmetro debe poseer una resistencia interna lo ms alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que dara lugar a una medida errnea de la tensin. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnticos de la corriente elctrica, estarn dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con poca intensidad de corriente a travs del aparato se consigue el momento necesario para el desplazamiento de la aguja indicadora.

Figura 4.1. Conexin de un voltmetro en un circuito.

En la actualidad existen dispositivos digitales que realizan la funcin del voltmetro presentando unas caractersticas de aislamiento bastante elevadas empleando complejos circuitos de aislamiento.

En la Figura 4.1 se puede observar la conexin de un voltmetro (V) entre los puntos de a y b de un circuito, entre los que queremos medir su diferencia de potencial.

En algunos casos, para permitir la medida de tensiones superiores a las que soportaran los devanados y rganos mecnicos del aparato o los circuitos electrnicos en el caso de los digitales, se les dota de una resistencia de elevado valor colocada en serie con el voltmetro, de forma que solo le someta a una fraccin de la tensin total.

A continuacin se ofrece la frmula de clculo de la resistencia serie necesaria para lograr esta ampliacin o multiplicacin de escala:

= ( 1)

Donde N es el factor de multiplicacin (N1) Ra es la Resistencia de ampliacin del voltmetro. Rv es la Resistencia interna del voltmetro.

13

2.3. CORRIENTE ELECTRICA

2.3.1. DEFINICIN

La corriente elctrica se obtiene como consecuencia del movimiento de cargas

elctricas. La unidad de corriente en el S.I. es el ampere, cuya representacin

simblica es A. Se utiliza el smbolo I para expresar una cantidad constante de

corriente, i para una corriente variable en el tiempo. Si un flujo constante con una

carga de 1 C cruza un punto sobre un conductor en 1 s, la corriente resultante es

de 1 A. En general,

() =()

()

en donde t es el smbolo de la cantidad de tiempo.

La corriente tiene asociada una direccin; por conveccin, la direccin del flujo de

corriente es en el sentido del movimiento de las cargas positivas, opuestos al de las

cargas negativas. En los slidos nicamente los electrones libres se mueven para

producir el flujo de corriente, los iones no pueden moverse. Sin embargo, en lo

gases y lquidos los iones si se pueden mover para producir un flujo de corriente. En

vista de que los circuitos elctricos estn constituidos en gran parte por slidos,

nicamente los electrones producen flujo de corriente en casi todos ellos, pero este

hecho carece de importancia en el anlisis de circuitos porque se efecta

generalmente a nivel de corriente y no a nivel de carga.

En el diagrama de un circuito cada I (o i) normalmente tiene asociada una flecha

para indicar la direccin de referencia de corriente, como se muestra en la figura 5.

Esta flecha indica la direccin de la corriente positiva, aunque no necesariamente

la direccin real del flujo. Si despus de hacer algunos clculos se encuentra que la

I es positiva, entonces la corriente fluye en sentido de la flecha. Pero si la I es

negativa, el flujo de la corriente es en el sentido opuesto al de la flecha.

Una corriente que fluye en solo una direccin todo el tiempo es una corriente

continua (cc), mientras que una corriente que vara su direccin es una corriente

alterna (CA). En general, la corriente continua se refiere a una corriente constante,

y la corriente alterna a una corriente que vara de forma senoidal durante el tiempo.

Una fuente de corriente es un elemento del circuito que genera una corriente

especfica que fluye a travs de la misma fuente. En la figura 5 muestra el smbolo

para representar una fuente de corriente en el diagrama de un circuito. Esta fuente

genera un flujo de 6 A en el sentido de la flecha.

I 6A

Figura 5

14

Siempre que cargas elctricas del mismo signo estn en movimiento, se dice que

existe una corriente. Las cargas de mueven perpendicularmente a una rea

superficial A (figura 6). Por ejemplo, esta rea podra ser la seccin transversal de

un alambre. La corriente es la rapidez con la cual fluye la carga a travs de esta

superficie. Si es la cantidad de carga que pasa a travs de esta rea en un tiempo

, la corriente promedio, , es igual a la razn de la carga en el intervalo de

tiempo:

=

Si la rapidez con la que fluye la carga vara con el tiempo, la corriente tambin vara

en el tiempo y se define la corriente instantnea I, como el lmite diferencial de la

expresin anterior:

=

2.3.2. AMPERIMETRO

Un ampermetro es un instrumento que se utiliza para medir la intensidad de corriente que est circulando por un circuito elctrico. Un micro ampermetro est calibrado en millonsimas de amperio y un miliampermetro en milsimas de amperio.

En trminos generales, el ampermetro es un simple galvanmetro (instrumento para detectar pequeas cantidades de corriente), con una resistencia en paralelo, llamada "resistencia shunt". Disponiendo de una gama de resistencias shunt, se puede disponer de un ampermetro con varios rangos o intervalos de medicin.

Figura 6. Cargas en movimiento a travs de un rea A. La rapidez a la cual fluye la carga a

travs del rea se define como la corriente I.

La direccin de la corriente es la misma a la

cual fluyen las cargas positivas cuando tiene

libertad de hacerlo.

Figura 7. Seccin de un conductor uniforme de rea transversal A. Los portadores de carga mvil se

desplazan con una velocidad y el desplazamiento que

experimentan en la direccin de las x en un intervalo de

tiempo t es = . Si t es el intervalo durante el

cual se desplazan las cargas en promedio, por la longitud

del cilindro, el nmero de portadores en la seccin de

longitud x es igual a ; es el nmero de

portadores por unidad de volumen.

15

Los ampermetros 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 a un circuito elctrico.

El aparato descrito corresponde al diseo original, ya que en la actualidad los ampermetros utilizan un conversor analgico/digital para la medida de la cada de tensin en un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leda por un microprocesador que realiza los clculos para presentar en un display numrico el valor de la corriente elctrica circulante.

UTILIZACION:

Para efectuar la medida es necesario que la intensidad de la corriente circule por el ampermetro, por lo que ste debe colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente. El ampermetro debe poseer una resistencia interna lo ms pequea posible con la finalidad de evitar una cada de tensin apreciable (al ser muy pequea permitir un mayor paso de electrones para su correcta medida). Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnticos de la corriente elctrica, estn dotados de bobinas de hilo grueso y con pocas espiras.

En algunos casos, para permitir la medida de intensidades superiores a las que podran soportar los delicados devanados y rganos mecnicos del aparato sin daarse, se les dota de un resistor de muy pequeo valor colocado en paralelo con el devanado, de forma que solo pase por ste una fraccin de la corriente principal. A este resistor adicional se le denomina shunt. Aunque la mayor parte de la corriente pasa por la resistencia de la derivacin, la pequea cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la intensidad total por lo que el galvanmetro se puede emplear para medir intensidades de varios cientos de amperios.

La pinza amperimtrica es un tipo especial de ampermetro que permite obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la intensidad de la corriente.

Figura 7.1 - Conexin de un ampermetro en un circuito

En la figura 7.1 se muestra la conexin de un ampermetro (A) en un circuito, por el que circula una corriente de intensidad (I), as como la conexin del resistor shunt (RS).

16

El valor de RS se calcula en funcin del poder multiplicador (n) que se quiere obtener y de la resistencia interna del ampermetro (RA) segn la frmula siguiente:

=

1

As, supongamos que se dispone de un ampermetro con 5 de resistencia interna que puede medir un mximo de 1 A (lectura a fondo de escala). Si se desea que pueda medir hasta 10 A, lo que implica un poder multiplicador de 10. La resistencia RS del shunt deber ser:

=5

9= 0.555

2.4. RESISTENCIA

2.4.1. DEFINICION

LEY DE OHM

El flujo de electrones libres a travs de un conductor ocasionado que estos choquean

con los tomos del conductor y pierdan energa cintica que se trasforma en calor.

La aplicacin de un voltaje har que estos vuelvan a ganar energa y velocidad,

mismas que se reducirn de nuevo como consecuencia de choques posteriores. Este

aumento y disminucin de velocidad ocurren continuamente debido a que los

electrones libres se mueven entre los tomos de conductor.

Resistencia es la propiedad de los materiales de oponerse o resistir al movimiento

de electrones, lo cual hace necesario la aplicacin de un voltaje para producir un

flujo de corriente. La unidad de resistencia en el SI es el ohm y se simboliza con la

letra griega omega mayscula . El smbolo de resistencia R.

En conductores metlicos y de otros tipos, la corriente es directamente proporcional

al voltaje aplicado: al duplicar el voltaje se duplica la corriente, al triplicar el voltaje

se triplica la corriente, y as sucesivamente si el voltaje aplicado V y la corriente

resultante I tienen referencia entre V e I es.

I(amperes) =()

()

En donde R es la constante de proporcionalidad esta relacin se le conoce como la

ley de ohm. Para voltaje s y corrientes variables en el tiempo I=V/R. para referencia

no asociadas. I=-V/R o i=-v/R.

De acuerdo a la ley de ohm es evidente que a mayor resistencia. Menor es al

corriente para cualquier voltaje aplicado. La resistencia elctrica de un conductor es

de 1 si el voltaje aplicado de 1 V produce un flujo de corriente de 1 A.

El termino inverso de resistencia se utiliza frecuentemente; se denomina

conductancia y su representacin simblica es G. la unidad de conductancia en el SI

es el siemens; cuyo smbolo es S.

17

Que sustituye a la unidad no considerada en el SI, el mho representado

simblicamente por omega invertida. Como la conductancia es el inverso de la

resistencia, G=I/R. En trminos de conductancia la ley de ohm s cmo.

I() = ( ) ()

Donde se muestra que a mayor conductancia de un conductor mayor es la corriente

para cualquier voltaje aplicado.

2.4.2. RESISTIVIDAD

La resistencia es un conductor de seccin transversal uniforme e s directamente

proporcional a la longitud del conductor e inversamente proporcional a su rea de

seccin transversal. La resistencia es tambin funcin de la temperatura de un

conductor, como se explicar la siguiente seccin. Medida a una temperatura fija la

resistencia de un conductor es.

=

Donde L es la longitud del conductor en metros y A es el rea de seccin transversal

en metros cuadrados. La constante de proporcionalidad .letra minscula rho, es el

smbolo de cierta cantidad de resistividad y depende del tipo de material.

La unidad de resistividad en el SI es el ohm-metro, cuyo smbolo es .m .La tabla 1

muestra la resistividad de algunos materiales a 20C.

Un buen conductor tiene una resistividad cercana a los 108. m.la plata

considerada como el mejor conductor, resulta bastante cara en la mayor parte de

los casos. El cobre es un conductor comn como tambin lo es el aluminio. Los

materiales con resistividades materiales que 1010. m.son aisladores, que sirven de

apoyo fsico para impedir una fuga significativa de corriente. Tambin las cubiertas

aislantes en los alambres evitan fugas entre ellos cuando se ponen en contacto. Las

resistividades con valores entre 104 107 . m son semiconductores,

materiales de los cuales se fabrican los transistores.

MATERIAL RESISTTIVIDAD( a 20 C) MATERIAL RESISTIVIDAD( a 20 C)

Plata 1.64x10-8 Nicromo 100x10-8 Cobre recocido 1.72x10-8 Silicio 2500 Aluminio 2.83x10-8 Papel 1010 Hierro 12.3x10-8 Mica 5x1011 Constantn 49x10-8 Cuarzo 1017

Tabla 1. Muestra los valores de resistividad de algunos materiales a 20 C.

La relacin entre, la longitud y el rea de seccin transversal es

=

Donde la constante de proporcionalidad , letra griega minscula sigma, es el

smbolo para la conductividad. La unidad de conductividad en el SI es el siemens por

metro, cuyo smbolo es . 1.

18

2.4.3. EFECTOS DE LA TEMPERATURA

La mayor parte de los materiales que son buenos conductores incrementan casi

linealmente su resistencia con el aumento de temperatura de operaciones

normales, como la muestra la lnea gruesa en la figura 8, sin embargo algunos

materiales y los semiconductores comunes en particulares presentan una

resistencia que disminuye al aumentar la temperatura.

Si se prolonga la lnea recta en la 8 hacia, esta cruza el eje de temperatura a una

temperatura 0 donde la resistencia parece ser cero. Esta temperatura 0 es la

temperatura de inicio de la resistencia residual. (La temperatura para una resistencia

cero realmente ocurre a-273C) .si 0 es conocida y la resistencia 1 a otra

temperatura 1 , es tambin conocida, entonces la resistencia 2 a la temperatura

2 se obtiene por medio de semejanza de tringulos.

2 =2 01 0

1

La tabla 4c tiene algunos valores de temperatura valores de temperatura de inicio

de la resistencia residual para algunos materiales conductores comunes.

Una forma diferente pero equivalente de calcular la resistencia 2 es:

2 = 1[1+ (2 1)]

Figura 8..-Curva caracterstica de la resistencia con la temperatura.

Material

Coeficiente de temperatura (C-1 at 20C)

Tungsteno 0.0045

Cobre 0.00393

Aluminio 0.00391

Plata 0.0038

Constantn 0.000008

Carbn -0.0005

Tabla 2. Muestra las temperaturas y coeficientes de temperatura de conductores

comunes.

Material

Temperatura de inicio de la resistencia residual (C)

Tungsteno -202

Cobre -234.5

Aluminio -236

Plata -243

Constantn -125000

19

En donde 1 es el coeficiente de temperatura de la resistencia a la temperatura 1.

Frecuentemente 1 es a 20 C. La tabla 2 tiene los coeficientes de temperatura a

20C para las resistencias de algunos materiales conductores comunes. Ntese que

la unidad de es por grado Celsius, cuyo smbolo es C-1.

2.4.4. RESISTORES

En la prctica un resistor es el componente de un circuito que se usa debido a su

resistencia. Matemticamente, un resistor es el componente de un circuito para el

cual existe una relacin entre su voltaje y corrientes instantneos, simboliza como

V=IR, que es relacin voltaje corriente para un resistor que cumple con la ley de

ohm, o sea un resistor lineal. Cualquier otro tipo de relacin voltaje corriente ( =

42 + 6 ) se refier a un resistor no lineal. El trmino resistor

generalmente designa a un resistor lineal .los resistores no lineales se especifican

como tales. En la figura 9(a) se muestra el smbolo para un resistor lineal en un

circuito, y en la figura 9(b) el smbolo de un resistor no lineal.

Figura 9.- tipo de resistores resistor (a), potencimetro resistor variable (b).

2.4.5. POTENCIA CONSUMIDA EN UN RESISTOR

La sustitucin de V=IR en P=IV expresa la potencia consumida por un resistor lineal

en trminos de resistencia:

=2

= 2

Aunque solo la energa elctrica es realmente consumida o disipada, estos trminos

son de uso frecuente para la potencia. Cada resistor tiene una potencia nominal que

es la mxima que el resistor puede consumir sin sobrecalentarse antes de alcanzar

una temperatura que lo destruya.

Valores nominales y tolerancias

La tolerancia de una resistencia / resistor es un dato que nos dice que tanto (en

porcentaje) puede variar el valor de la resistencia (hacia arriba o hacia abajo) de su

valor indicado. El valor indicado se puede ver normalmente en el cuerpo del

elemento. Valores tpicos de tolerancia son 5%, 10% y 20%, pero tambin hay de

0.1%, 0.25%, 0.5%, 1%, 2%, 3% y 4%.La representacin de la tolerancia en un resistor

se puede ver en el cdigo de colores de las resistencias.

20

2.4.6. CODIGO DE COLORES

Las resistencias son elementos pasivos muy comunes en los circuitos, ya que son

indispensables en cualquier diseo elctrico o electrnico. Posteriormente

conoceremos algunas de sus aplicaciones. Para identificar su valor se usa el llamado

cdigo de colores.

Figura 10.- Muestra las bandas y colores de un resistor.

Figura 11.- Muestra el valor de cada color en el resistor, y resistores con bandas

adicionales.

21

2.4.7. CIRCUITO ABIERTO O CORTOCIRCUITO

Un circuito abierto tiene una resistencia infinita, lo cual significa que no existe

corriente fluyendo a travs de el para cualquier valor finito de voltaje. En el

diagrama de un circuito esto se indica por medio de dos terminales que no estn

conectados a elemento alguno; no hay trayectoria para que la corriente pueda fluir

a travs de l. Un circuito abierto algunas veces se denomina sencillamente como

abierto.

Un cortocircuito es precisamente lo opuesto a un circuito abierto; no existe voltaje,

para cualquier valor finito de corriente que fluya por l. En el diagrama de un

circuito esto se indica por medio de un alambre conductor ideal, es decir un

alambre sin resistencia. Un corto circuito frecuentemente se denomina corto.

No todos los circuitos en corto es abierto son deseables. Muy a menudo un tipo u

otro es el defecto de un circuito que ocurre como resultado de la falla de un

componente, debido a un accidente o aun mal uso del circuito.

Figura 12.- Circuitos elctricos abiertos y cerrados.

RESISTENCIA INTERNA

En realidad cada fuente de voltaje o corriente tiene una resistencia interna que

afecta de manera adversa la operacin de la fuente .con excepcin del circuito

abierto, toda fuente de voltaje tiene una prdida de voltaje a travs de su resistencia

interna . Y tambin, con excepcin del cortocircuito, toda fuente de corriente tiene

una prdida de corriente a travs de su resistencia interna.

Prcticamente, en una fuente de voltaje la resistencia interna tienen casi el mismo

efecto que el de un resistor conectado en serie con una fuente ideal del voltaje,

como se muestra en la figura 13a (a travs de los componentes en serie fluye la

misma corriente) .

22

a b

Tambin la resistencia interna de una fuente corriente tiene casi el mismo efecto

que el resistor conectado en paralelo con una fuente ideal de corriente, como se

muestra en la figura 13b. (Los componentes en paralelo tienen el miso voltaje a

travs de ellos).

Figura 13.- Fuente de voltaje real (a) y fuente de corriente real (b).

2.4.8. OHMETRO U OHMIMETRO

Un hmetro u ohmmetro es un instrumento para medir la resistencia elctrica.

El diseo de un ohmmetro se compone de una pequea batera para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego, mediante un galvanmetro, medir la corriente que circula a travs de la resistencia.

La escala del galvanmetro est calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicacin de la ley de Ohm, al ser el voltaje de la batera fija, la intensidad circulante a travs del galvanmetro slo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.

Existen tambin otros tipos de hmetros ms exactos y sofisticados, en los que la batera ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de intensidad constante I, la cual se hace circular a travs de la resistencia R bajo prueba. Luego, mediante otro circuito se mide el voltaje V en los extremos de la resistencia. De acuerdo con la ley de Ohm el valor de R vendr dado por:

=

Para medidas de alta precisin la disposicin indicada anteriormente no es apropiada, por cuanto que la lectura del medidor es la suma de la resistencia de los cables de medida y la de la resistencia bajo prueba. Para evitar este inconveniente, un hmetro de precisin tiene cuatro terminales, denominados contactos Kelvn. Dos terminales llevan la corriente constante desde el medidor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la medida del voltaje directamente entre terminales de la misma, con lo que la cada de tensin en los conductores que aplican dicha corriente constante a la resistencia bajo prueba no afecta a la exactitud de la medida.

23

III. MTODOS Y MATERIALES

3.1. MTODO

El mtodo de investigacin aplicado al trabajo es el mtodo experimental.

3.2. DESCRIPCIN DEL EQUIPO

Se utiliz un multmetro digital de marca PRASEK con funciones de voltmetro,

ampermetro, ohmmetro, medidor de diodos, continuidad y seal digital. Con tres

casquillos de entrada (un punto comn (tierra-cable de color negro), un casquillo para

la medicin de corriente directa y otra de corriente alterna), un botn de iluminacin y

otro de hold (que cumple la funcin de capturar el valor de una medicin), con una

batera interna de 9v.

3.3. MATERIALES Y EQUIPOS

MATERIALES

Voltmetro digital

Resistencias

Bateras

Alambres conductores de corriente

Llave conmutadora de corriente

3.4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

3.4.1. ACTIVIDAD N 01

En esta actividad identificaremos las partes fundamentales de un multmetro digital:

Pantalla de lectura, aqu se leen las medidas.

o Se compone de un diodo emisor de luz (LED) o pantalla de cristal

lquido.

o En la pantalla aparece un indicador para escala correcta.

Llave de encendido (on-off).

o Posee un circuito electrnico que es activado mediante una batera.

Llave selectora: sirve para elegir el modo de medida.

o Tensin elctrica, la unidad de medida es el voltio (v).

o Resistencia, la unidad de medida es el ohm ().

o Corriente elctrica, la unidad de medida es el amperio, esta cantidad es

muy grande, es por ello que siempre la escala que se utiliza esta en mili

amperios (mA), la milsima parte de un amperio.

Posee dos terminales, rojo y negro.

o El rojo es la polaridad positiva, el negro es la negativa.

o La pantalla indica la polaridad de la medida, el signo (-) delante del valor

medido indica que la polaridad est invertido.

*En el anexo 1 se muestra el proceso realizado.

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En esta actividad se realiz la medicin de resistencias elctricas, utilizando

correctamente el ohmmetro como escala.

Encender el multmetro ubicamos la llave selectora en el smbolo . Con esta

eleccin el multmetro se convierte en un ohmmetro.

o Coger una resistencia y conectamos los terminales del multmetro a los

extremos de esta. Como se muestra en el anexo 2.

Repetir el paso anterior varias veces con diferentes resistencias.

El valor que se lee en la pantalla de multmetro es el valor de la resistencia en

unidades de ohm ().

SEGUNDA PARTE:

Inspecciona el paso de un circuito.

El ohmmetro tambin puede utilizarse para inspeccionar si hay o no paso de

corriente en una parte del circuito.

Se dispone a armar un circuito sencillo. Luego cogemos el multmetro en el

modo de medir resistencia, y conecta los terminales de un lado y otro del

conmutador. Como se muestra en el anexo 3.

Se realiza un circuito en modo abierto y el otro en modo cerrado.

Observamos que configuracin se muestra para los circuitos en ambos modos,

comprobando as que los valores son infinito en un caso y cero en el otro.

*En el anexo 2 y3 se muestra el proceso realizado.


En esta actividad se realiz la medicin de corriente elctrica, utilizando

correctamente el ampermetro como escala.

Encender el multmetro ubicamos la llave selectora en el smbolo mA. Con esta

eleccin el multmetro se convierte en un ampermetro.

Conectamos el multmetro en la lnea del circuito, como se muestra en el anexo

4.

Si se observa un valor demasiado pequeo o grande se hace un respectivo

ajuste, cambiando la llave selectora a otro rango.

Cogemos diversas resistencias, modificamos el circuito, y mide la corriente que

circula en cada caso.

Se procede a disear una tabla de valores, con dos columnas respectivas de

resistencia y corriente.

Dibujamos la tabla de resistencia contra corriente (R vs I) como se muestra en

el anexo 5, e interpretamos la relacin matemtica entre ambas.

*En el anexo 4,5 y 6 se muestran el proceso realizado.

25


En esta actividad se realiz la medicin de la tensin elctrica, utilizando

correctamente el voltmetro como escala.

Encender el multmetro ubicamos la llave selectora en el smbolo V o DCV. Con

esta eleccin el multmetro se convierte en un voltmetro.

Conectamos el multmetro en los extremos de la batera y verificamos la carga y

polaridad, como se muestra en el anexo 7.

Armamos un circuito elctrico sencillo como se muestra en el anexo 8 y

medimos la tensin elctrica en los extremos de cada resistencia.

Si se observa un valor demasiado pequeo o grande se hace un respectivo

ajuste, cambiando la llave selectora a otro rango.

Comparamos la suma de medidas en los extremos de cada resistencia con el

medido de las bateras.

Diseamos una tabla de valores donde, en dos columnas, ponemos el valor de

cada resistencia y tensin elctrica respectivamente.

Dibujamos la tabla de resistencia contra voltaje (R vs V) como se muestra en el

anexo 8, e interpretamos la relacin matemtica entre ambas.

*En el anexo 7,8 y 9 se muestran el proceso realizado.

IV. RESULTADOS

Qu se usa para medir la corriente?

El ampermetro

Qu se usa para medir la tensin elctrica?

El voltmetro

Qu se usa para medir la resistencia?

El ohmmetro

Qu precauciones se deben tomar para medir corriente en un circuito con un

multmetro digital?

-Se debe tener en cuenta la polaridad.

-Segundo: tener en cuenta el tipo de corriente a medir (si es continua o alterna).

Tener en cuenta el rango de medicin, para no averiar el multmetro.

Describir como se mide la corriente en un circuito.

La medicin de corriente siempre se realiza en modo serie, abriendo una rama e

interconectar las puntas del multmetro.

Describir como se mide la tensin elctrica en un circuito.

La medicin de voltaje se realiza en modo paralelo, teniendo en cuenta los

terminales del multmetro.

Describir como se mide las resistencias en un circuito.

Simplemente se conecta los terminales del multmetro a cada extremo de la

resistencia, sin importar el orden de los cables.

*La tabla de los resultados de los valores se encuentra en el Anexo N 05

26

V. DISCUSIN DE RESULTADOS

El uso de los instrumentos pueden ser fundamentales a la hora de realizar la

experimentacin, pero si no sabemos darle el uso adecuado, la medicin ser

errnea, ya que podran estar mal calibrados.

Las muestras obtenidas en un mismo tiempo no siempre son iguales debido a que

a mayora de instrumentos de medicin tienen un porcentaje de error.

Las curvas del grafico de corriente vs resistencia, muestran como resultado el

voltaje.

En el grfico de voltaje vs resistencia muestran cono resultado a la corriente, que

es directamente proporcional a la resistencia.

VI. CONCLUSIONES

Los integrantes del grupo aprendieron el funcionamiento del multmetro.

Cada integrante supo relacionar cada sistema de medicin con los circuitos, y emplearlos correctamente en el rango adecuado.

Se determin que la resistencia se mide en la funcin de ohmmetro, que tiene por smbolo ().

Se determin que la tensin elctrica o voltaje se mide en la funcin de voltmetro, que tiene por smbolo (V).

Se determin que la corriente elctrica se mide en la funcin de ampermetro, que tiene por smbolo (A) o (mA).

VII. RECOMENDACIONES

Tener en cuenta, el tipo de medicin que se realiza con el multmetro para no

averiarlo.

Mantener en cuenta el orden de los cables del multmetro al momento de medir

corriente elctrica.

No manipular el multmetro o cualquier equipo de medicin si no se sabe algn

conocimiento previo.

No introducir los cables del multmetro en los tomacorrientes de casa, porque

pueden causar daos mayores. No dejar encendido el multmetro cuando no se

realiza ninguna medicin.

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VIII. REFERENCIA BIBLIOGRFICA

[1] EDMINSTER ELECTRONCIA BASICA VOLUMEN 1. DECIMOSEGUNDA

EDICION

[2] FRAILE MORA JESUS, ELECTROMAGNETISMO Y CIRUITOS ELECTRICOS;

TERCERA EDICION, 1995, MADRID

[3]OMALLEY JOHN ; 1987; ANALISIS DE CIRCUITOS BASICOS; PRIMERA

EDICIN; MEXICO

[4] SERWAY, RAYMONSD FISICA II, SEPTIMA EDICION, 2009, MEXICO

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IX. BIBLIOGRAFA

EDMINSTER ELECTRONCIA BASICA VOLUMEN 1. DECIMOSEGUNDA EDICION

FRAILE MORA JESUS, ELECTROMAGNETISMO Y CIRUITOS ELECTRICOS;

TERCERA EDICION, 1995, MADRID

OMALLEY JOHN ; 1987; ANALISIS DE CIRCUITOS BASICOS; PRIMERA EDICIN;

MEXICO

SERWAY, RAYMONSD FISICA II, SEPTIMA EDICION, 2009, MEXICO

SLIDESHARE.NET

MEDICIONES ELECTRICAS WIKIPEDIA

SARAHS WORLD LA ELECTRNICA Y EL MULTMETRO

BLOG DE TETCNOLOGIA ELECTRONICA-POLIMETRO-MULTIMETRO

REVISTA USERS.COM

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ANEXOS

ANEXO N 01

En este anexo se describe las partes de multmetro digital

utilizado.

30

ANEXO N 02

Prueba del multmetro, conexionando los terminales

respectivos y determinando la alta impedancia.

Se cogen los terminales de la resistencia y medimos el

valor de ella.

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ANEXO N 03

El valor de la resistencia es de 2 ohmios.

32

ANEXO N 04

El conexionado del ampermetro es en serie. Se muestra

el recorrido de la corriente elctrica en un solo sentido.

El valor del ampermetro el circuito armado es de 3mA.

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ANEXO N 05

ANEXO N 06

Voltaje (V) Resistencia (valor terico)

Resistencia (valor

practico)

Corriente (I)

9 v 100 ohmios 99.8 ohmios 0.09 A

9 v 330 ohmios 229.3 ohms 0.027 A

9 v 470 ohmios 471.0 ohms 0.019 A

9 v 560 ohmios 559.0 ohms 0.016 A

9 v 1000 ohmios 999.8 ohms 0.009 A

Tabla que muestra los valores de las resistencias y la

tensin usadas en el laboratorio.

Grafico que muestra la relacin de voltaje, y corriente.

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ANEXO N 07

La medicin de la carga de la batera se realiza con el

voltmetro.

La medicin de la tensin de cualquier elemento se

realiza en paralelo y en la escala de voltmetro.

35

ANEXO N 08

La medicin de la tensin de las resistencias asociadas

al circuito armado, lo realizamos con el voltmetro.

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ANEXO N 09

0

200

400

600

800

1000

1200

9 9 9 9 9

RES

ISTE

NC

IA

VOLTAJE

V vs R

Grafico que muestra la relacin de voltaje vs resistencia,

que nos da como resultado una curva caracterstica de la

corriente elctrica, con respecto a los valores nominados.

Circuito que muestra la medicin de la tensin elctrica en

la resistencia de 100 ohmios.

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Sumando el valor de las tres mediciones, deben coincidir

con el valor real de la fuente de tensin.

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