* Titulo: Estudio del Multímetro

* Objetivo: Aprender el uso correcto de un multímetro para adquirir medidas de: diferencia de potencial, intensidad de corriente y resistencia en un circuito eléctrico.

* Marco teórico:

Aparatos de MedidaEl buen funcionamiento de una máquina, un circuito, una red, etc., depende en gran medida del funcionamiento combinado de los distintos elementos que lo constituyen; si uno de éstos no realiza correctamente su función, desencadena el mal funcionamiento de todo el sistema. En principio, las anomalías se intuyen, pero para poder demostrarlas es necesaria la comprobación de algunas magnitudes características para compararlas con las que se dan en el sistema cuando el funcionamiento es el adecuado.En algunas ocasiones, en las instalaciones eléctricas, también es necesario evaluar o medir algunos parámetros o magnitudes del circuito eléctrico, como son:la intensidad de corriente,la tensión eléctrica,la resistencia eléctrica,la potencia eléctricaO la energía eléctrica.Estas magnitudes nos van a indicar el buen funcionamiento de la instalación o posibles problemas.En lo que se refiere a la seguridad de los elementos que constituyen la instalación y de las personas que la utilizan, han de conocerse otros parámetros importantes, como pueden ser:la resistencia de tierra,la resistencia de aislamiento,la sensibilidad de los aparatos de protección,Los tiempos de disparo, etc.En esta Unidad, vamos a hacer un recorrido por la

realización de las distintas medidas, así como por los aspectos más importantes a tener en cuenta para su valoración. Se hará de una forma exclusivamente práctica, obviando los aspectos correspondientes a la constitución interna de los aparatos de medida, ya que éstos se estudiarán en el módulo de Electrotecnia.Concepto de medidaMedir es comparar una medida determinada con otra que tomamos como unidad. Con el fin de averiguar cuantas veces la primera contiene a la segunda.La medida se puede realizar por dos procedimientos:a) Medida directa.b) Medida indirecta.La medida directa es la comparación entre dos magnitudes para ver si son iguales. Ejemplo: contrastación de una resistencia con otra resistencia patrón.La medida indirecta es la comparación entre una magnitud con otra de diferente naturaleza, pero que guardan entre sí una relación. Ejemplo: mediante un instrumento graduado previamente.En la siguiente tabla se recogen las magnitudes más importantes que podemos encontrar en un circuito eléctrico.En el campo de las medidas eléctricas hay que distinguir dos tipos de medidas: · medidas de tipo industrial· Y medidas de laboratorio.Medidas industriales: son aquellas que se realizan directamente sobre el montaje o instalación eléctrica. Para realizarlas se necesitan aparatos que sean prácticos, con la posibilidad de ser tanto fijos como portátiles. Medidas de laboratorio: Se utilizan para verificar el funcionamiento de los aparatos de medida o para el diseño de

aparatos y circuitos; estos aparatos suelen tener una mayor precisión que los utilizados en la industria, motivo por el cual son más delicados y costosos. Errores en la medidaLos errores en medidas eléctricas se pueden clasificar en sistemáticos y accidentales.a) Error sistemático. Pueden evitarse o corregirse, ya que se deben a diferentes causas conocidas como:Instrumentos defectuososTécnicas de medidas falsas yFallos del observador.No son constantes, por lo que pueden variar con el transcurso de la medida.b) Accidentales. No se pueden separar por categorías, ya que son motivados por gran cantidad de causas. No se puede evitar, por ejemplo:Las vibraciones del localLos ruidosLa fatiga del operador, etc.Aun así no son de gran importancia en las medidas eléctricas.Entre todos los errores que se pueden cometer al realizar una medida, se encuentran los causados por el operario que la realiza. Se suelen cometer con frecuencia, pero son fáciles de eliminar siendo metódicos. Estos son: a) Errores de cero: Se dan cuando al iniciar la medida no hemos prestado la suficiente atención a la posición del índice (aguja indicadora). Antes de medir, es conveniente calibrar con el tornillo de ajuste la aguja a cero.b) Error de paralaje: ocurre cuando el operario

no encara de forma perpendicular la escala del aparato. Se corrige haciendo coincidir la aguja con su proyección sobre la escala. Algunos aparatos suelen incorporar un espejo sobre la escala para facilitar esta tarea.Es

tos errores no se suelen dar en los aparatos digitales.Simbología utilizada en los aparatos de medidas eléctricasLos aparatos de medida pueden ser analógicos o digitales; los primeros presentan la medida mediante un índice o aguja que se desplaza sobre una escala graduada, y los segundos presentan el valor en una pantalla o display mediante números. Para representar esquemáticamente e interpretar las inscripciones de funcionamiento se recurre a la simbología normalizada que se recoge en la Tabla. Realización de medidas eléctricas fundamentalesGeneralidades: en las instalaciones eléctricas podemos realizar medidas de una forma permanente mediante aparatos de cuadro, (véase la Figura) o bien, de una forma aleatoria mediante aparatos portátiles. En ambos casos estos aparatos pueden ser analógicos o digitales.Para realizar una medida podemos utilizar un aparato específico de la magnitud que pretendemos conocer, como por ejemplo medir la potencia eléctrica utilizando un vatímetro (método directo), o bien medir las magnitudes necesarias para deducir la que pretendemos conocer (método indirecto). Por ejemplo, si queremos obtener la potencia eléctrica, medimos la tensión y la intensidad del circuito para obtener el valor de la potencia mediante la expresión:P = U IComo precaución inicial antes de realizar cualquier medida, es importante seleccionar el aparato idóneo, tanto en el tipo de corriente (continua o alterna) como en la elección del calibre adecuado, con un al

cance suficiente para el valor de la magnitud que pretendemos medir.En el caso de aparatos de corriente continua, es necesario observar la polaridad de conexión, ya que si se conecta con la polaridad invertida:el índice va a intentar girar en sentido contrario en los aparatos analógicosY nos va a aparecer un signo (–) delante de la medida en los digitales.En los cuadros eléctricos, con el fin de ahorrar costes y espacio, se suelen utilizar conmutadores rotativos tanto de tensión como de intensidad, para poder emplear un solo aparato de medida y no varios, lo que permite obtener el valor de las tensiones e intensidades de un sistema trifásico utilizando un solo voltímetro y un amperímetro.Cuando la tensión o la intensidad son de valor elevado se suelen conectar los aparatos mediante transformadores de medida, que adaptan el valor de la magnitud a medir al campo de medidas del aparato. Éste nos indica el valor real de la medida sobre la escala.Medidas de tensiones o de la diferencia de potencial Para medir tensión utilizamos el voltímetro (véase la Figura).El voltímetro mide la tensión eficaz.La tensión eficaz es aquélla que en las mismas condiciones produce los mismos efectos caloríficos en una resistencia eléctrica que una tensión continua del mismo valor.Este aparato está formado internamente por una bobina de muchas espiras y muy poca sección, por lo que presenta una gran resistencia interna, necesaria para poder conectarlo en paralelo a los puntos donde se

pretende realizar la medida como se ve en la Figura, medida de tensión en corriente continua, y, medida de tensión en corriente alterna.Cuando queremos realizar la medida de tensiones en un sistema trifásico, sobre todo en cuadros, podemos recurrir a colocar 3 o 6 voltímetros con el consiguiente aumento de costes y espacio.Para evitar esto, se recurre a la utilización de conmutadores voltimétricos que permiten realizar la medida entre los tres hilos activos o entre los tres hilos activos y el neutro, utilizando un sólo aparato de medida.Caso prácticoSe pide: realiza el conexionado de voltímetros para medir tensiones en un sistema trifásico con neutro.Solución: dicho conexionado se realizará como se indica en la Figura.Medida indirectaEn caso de que la tensión sea elevada, recurrimos a adaptar dicha tensión al campo de medidas del voltímetro mediante un transformador de tensión (véase la Figura).Voltímetro indirecto.Emplearemos un transformador de tensión de x/110.El aparato nos indicará el valor real de la medida, pues su escala está graduada respecto al valor de entrada del transformador, mientras que el valor de salida es el que se aplica al voltímetro.NOTA:Este método es solo válido para corriente alterna, ya que en corriente continua habría que recurrir a

los convertidores.Medida de intensidad de corriente eléctrica La intensidad de corriente se mide con el amperímetro (véase la Figura 5.13). Básicamente está constituido por una bobina con muy pocas

espiras y una gran sección. Y una resistencia interna prácticamente nula (del orden de 0,01 a 0,1 Ω).Se conecta en serie con el receptor al que queremos medir la intensidad que consume como se aprecia en la Figura, en un circuito de corriente continua, y en un circuito para corriente alterna.En un sistema trifásico, al igual que las tensiones, se pueden utilizar conmutadores para usar solo un amperímetro en vez de varios.Medida indirectaTambién, como en medida de tensiones, para intensidades elevadas se suelen utilizar transformadores de intensidad que adaptan el valor de ésta al campo de medidas del amperímetro, aunque la indicación sobre la escala se corresponde con el valor real. Tanto el amperímetro como el transformador han de construirse para este fin.Por tanto, si las intensidades son altas (mayores de ≈80A aproximadamente), no podemos medir directamente haciendo pasar la corriente por el amperímetro o por un contador, etc. Tenemos que recurrir a medidas indirectas. Amperímetro indirecto de 5A.Los amperímetros miden de 0 a 5A pero se coloca encima una carátula que será distinta en cada caso, según sea el rango de intensidades en el que me voy a mover, y de esta manera hacemos una lectura directa.Se intercala en serie en el circuito un transformador toroidal que mandará información al amperímetro y, aplicando una relación de transformación de x/5, podremos saber la intensidad real que circula por el circuito.Por ejemplo:Si la intensidad máxima que voy a

medir es 180A utilizo un 200/5.Esto quiere decir que por cada 200A que circulan por el circuito, el toroidal le mandará 5 al amperímetro.El transformador toroidal y la carátula serán de 200/5. El amperímetro de 0 a 5A.Amperímetro maxímetroEs un aparato de medida que tiene dos agujas:Una marca la intensidad de consumo en ese momentoY la otra marca la intensidad máxima que haya habido en un periodo determinado de tiempo.Posee un botón para hacerle un reset y que la segunda aguja vuelva a la posición de reposo (cero).Nos sirve si en algún momento del día el consumo es muy elevado, y de esta forma hacer los ajustes pertinentesAmperímetro de máxima Amperímetro de máxima con contactoMedida de resistencia eléctrica Otra magnitud fundamental de la que nos interesa conocer su valor es la resistencia eléctrica. Dicha magnitud se mide mediante el óhmetro en las medidas cotidianas (véase la Figura). Y su unidad es el ohmio.El óhmetro, ha de estar desconectado de la red de alimentación.En los aparatos analógicos, la escala para medir resistencia se gradúa de forma inversa a como se gradúan las demás magnitudes, es decir, el cero se coloca a la derecha de la escala, debido a que cuando la resistencia a medir es nula, el galvanómetro estará recorrido por la máxima intensidad que puede dar la pila, con lo que la desviación del índice (aguja) del aparato será máxima (fondo de escala). Será en ese punto donde habrá que colocar el valor 0 Ω de la escala.Al contrario, si la resi

stencia es de valor prácticamente infinito (circuito abierto), el galvanómetro no estará recorrido por ninguna intensidad, con lo que el índice no sufrirá desviación y permanecerá a la izquierda de la escala.En este punto se colocará el valor ∞. Esta distribución de la escala se puede apreciar en la Figura anterior.Los valores intermedios variarán en función de que la intensidad que circule por el galvanómetro sea mayor o menor.En los aparatos analógicos, antes de realizar ninguna medida hay que poner a cero el aparato. Esto es debido a que la pila no suele tener siempre la misma carga y por ello se incorpora al aparato una resistencia variable (potenciómetro) en serie, como se ve en la siguiente Figura, con la pila y el galvanómetro, de manera que al puentear las pinzas del aparato, éste debe indicar el valor cero de la escala; si no es así, manipularemos el potenciómetro hasta llevar el índice al valor cero.Con este procedimiento se compensa también el valor de la resistencia de los conductores de prueba del aparato, de manera que el valor indicado por el aparato se corresponderá con el valor real de la resistencia a medir.Este proceso no es necesario en los aparatos digitales, ya que éstos hacen la compensación de forma interna. Para realizar la medida de resistencia, es necesario

observar algunas precauciones previamente, como que el circuito a medir esté desconectado de la red.Si es un elemento que forma parte de un montaje (acoplamiento de receptores, ci

rcuito impreso, etc.), hemos de aislarlo del resto antes de realizar la medida, ya que el acoplamiento puede influir para que el valor obtenido no sea el correcto. Para realizar la medida (véase la Figura), se colocan las puntas de las pinzas en los extremos de la resistencia a medir, y el valor leído en la escala se toma directamente.Como se dijo anteriormente, la forma de realizar las medidas expuestas hasta ahora se corresponde con el método directo, y se aplica el aparato específico directamente.También se puede realizar la medida de la resistencia de la lámpara de la siguiente Figura mediante el método indirecto.Como se puede ver en el siguiente caso práctico, es necesario:medir la tensión,la intensidady aplicar la Ley de OhmCabe resaltar que la conexión del voltímetro se hace por delante del amperímetro para que éste mida sólo la intensidad consumida por la lámpara, sin la influencia de la intensidad consumida por el voltímetro. |

* Parte experimental

Fuentes: 1 Fuente de C. C.

Elementos: 1 Tablero de resistencias (100, 300 C)1 Reóstato de 600 Ü

Equipo de medida: 1 Multímetro analógico.1 Multímetro digital.

Elementos de maniobra y protección 1 Interruptor doble con protección1 Interruptor simple1 Juego de Cables

PROCEDIMIENTO PRÁCTICO:

Explicación del profesor sobre el objetivo de la práctica y las tareas a cumplirse.Anotar las características del equipo utilizado (si ya lo tiene anote la serie).Armar el circuito de la fig. 1. con todos los elementos de protección y maniobra.Mediante la variación del divisor de voltaje hacer que el Multímetro digital marque 15 V (con carga y en la conexión que se indica en la figura).

NOTA: Recordar que cada estudiante debe hacer lectura de las mediciones y el promedio utilizar como dato para el informe.

MEDICION DE VOLTAJES:Medir la diferencia de potencial en cada elemento, tanto con el Multímetro analógico como con el Multímetro digital (usar la escala más adecuada en cada caso).

MEDICIÓN DE INTENSIDADES DE CORRIENTE:Sin variar el voltaje de alimentación y seleccionando adecuadamente el multímetro como amperímetro tomar medida de la corriente en cada elemento del circuito, (tanto con el multímetro analógico como con el digital en la escala adecuada).Desactivar el circuito y retirar el divisor de voltaje.

MEDICIÓN DE RESISTENCIAS:Seleccionar el multímetro como Óhmetro y conectar (analógico luego digital) en los terminales libres (los que quedaron al retirar el divisor de voltaje), tomar la medida de la resistencia cuando:

S-i y S2 cerrados (S3 abierto),S-i y S3 cerrados (S2 abierto),S2 y S3 cerrados (S<\ abierto); y,S1f S2 y S3 cerrados.

* Datos experimentales Presentar un cuadro en el que incluyan los valores

medidos, los valores calculados y lo errores relativos expresados en porcentaje de cada magnitud

MEDICION DE VOLTAJES| VALOR TEÓRICO [V] | MULTÍMETRO ANALÓGICO [V] | MULTÍMETRO DIGITAL[V] | Error porcentual (multímetro digital) | Error porcentual (multímetro analógico |R = 50 Ω | 6 | 6.6 | 6.65 | 10% | 10.8% |R = 100 Ω | 9 | 8.6 | 8.56 | 4.8% | 4.4% |R = 300 Ω | 9 | 8.6 | 8.6 | 4.4% | 4.4% |

Ejemplo de cálculo de porcentaje de error (multímetro digital) 6-6.656*100%=10%

MEDICION DE INTENSIDADES DE CORRIENTE

| VALOR TEÓRICO [A] | MULTÍMETRO ANALÓGICO [A] | MULTÍMETRO DIGITAL [A] | Error porcentual (multímetro digital) | Error porcentual (multímetro analógico) |S1 | 0.12 | 0.110 | 0.1149 | 4.25% | 8.3% |S2 | 0.09 | 0.085 | 0.0865 | 3.8% | 5.5% |S3 | 0.03 | 0.028 | 0.0285 | 6.6% | 6.6% |

Ejemplo de cálculo error porcentual (multímetro analógico)0.12-0.1100.12*100%=8.3%MEDICION DE RESISTENCIAS| VALOR TEÓRICO [Ω] | MULTÍMETRO ANALÓGICO [Ω] | MULTÍMETRO DIGITAL [Ω] | Error porcentual (multímetro digital) | Error porcentual (multímetro analógico |S1 y S2 cerrados (S3 abierto) | 150 | 155 | 155.5 | 3.6% | 3.3% |S1 y S3 cerrados (S2 abierto) | 350 | 355 | 357 | 2% | 1.4% |S2 y S3 cerrados (S1 abierto) | 75 | 72 | 76.8 | 2.4% | 4% |y S1, S2 y S3 cerrados | 125 | 130 | 135 | 8% | 4% |

Ejemplo de cálculo error porcentual (multímetro digital)350-357350*100%=1.4%

* Comentar

los errores encontrados; así como, identificar las posibles causas y soluciones

Los errores cometidos se encuentran fuera de rango establecido, esto se nota más observando el error producido por el multímetro analógico, ya que este se encontraba en mal estado, también se pudo haber dado por mal ajuste de los cables con los interruptores

Para la medición de voltajes se puede observar que lo errores son relativamente pequeños y eso sucede porque el voltaje en todo circuito será siempre el voltaje suministrado por la fuente, y los errores que se presenta son de apreciación

Posibles causas y soluciones

Para las mediciones tomadas con el multímetro analógico, se comete un error adicional como es el error de parclaje.En el caso de las medidas de resistencia, el error se produce porque no se toma en cuenta la teoría de resistividad Para disminuir este tipo de errores se debe evitar la utilización de cables, interruptores y uniones innecesarios en el circuito para que así no generen esa resistencia interna.

Presentar el diseño de un óhmetro serie con las siguientes características:Corriente fondo escala del galvanómetro=0.1 mARi (galvanómetro)=800E(pila) = 1.5VRme =75

Donde:Re: resistencia de escalaRi: resistencia internaE: pilaIg: corriente fondo escalaIsh: Corriente de Shunt

It=ERme=1.5V75Ω=0.02A

Rsh=rin-1=800Ω0.020.0001-1=4.020Ω

Re=Rme=ri*Rshri+Rsh=75-800*4.020800+4.020=71Ω

Rx=1-k'k'k'=IxIo→Io=EReq=1.575

=0.02A

Ix=EReq+Rx=1.575+150=6.66*10-3A

k'=0.33

Rx=1-0.330.33*75=150Ω

OHMETRO DISEÑADO

Conclusiones:En la práctica se comprendió de una manera más práctica el uso del multímetro con sus diferentes magnitudes eléctricas tales como voltaje, corriente y resistencia.

El Óhmetro nunca se debe conectarlo a un circuito activo ya que éste podría dañarse.Para las mediciones de resistencia se debe encerar el Óhmetro cortocircuitando sus terminales y ajustando por medio de la perilla ADJ.

El valor de la medida es el valor leído por la constante de transformación de escala.

El uso del óhmetro es importante para la determinación de las resistencias en un circuito, pero

para poder conectar este aparato, debe ser en paralelo y tener mucho cuidado en que no exista una corriente extra para que no pueda dañar el aparato, debido a que este utiliza una batería para medir la resistencia.

El multímetro es una herramienta básica que debemos aprender a utilizar correctamente, ya que cada uno de sus componentes como son: el amperímetro, multímetro y el óhmetro tiene sus respectiva forma de conectar y una escala que se debe respetar, porque caso contrario podríamos quemarlo.

En todas las prácticas que hemos venido realizando hemos podido comprobar que se cumplen las leyes tanto de ohm como de Kirchoff, en voltajes como en corrientes asimilando así la forma que tiene de comportarse la corriente eléctrica en un circuito eléctrico.

Los errores producido

s se deben a distintos tipos de errores como humanos y sistemáticos ya que los instrumentos de medida no se encontraban en buen estado

Se utiliza este aparato, después de conectarlo bien según lo que se necesite medir, es necesario realizar la medición en una escala lo más cercana al valor a medir, para que el error de lectura se minimice.

Recomendaciones:

- Es recomendable no hacer una escala muy pequeña porque hay una gran posibilidad de que haya demasiados errores o errores muy grandes al momento de la toma de datos, que no nos coincidan con los valores reales.

- Es mejor utilizar un galvanómetro que tenga una resistencia interna pequeña, porque así se optimizará la utilización de esos aparatos como amperímetros.

Posibles Aplicaciones:

Las aplicaciones de los voltímetros en la vida diaria de la electrónica son múltiples, se los puede utilizar para poder crear termómetros de resistencia eléctrica, o para manómetros de resistencia.

Bibliografía adicional consultada.

Tecnología Eléctrica, Maldonado Alfredo, EPN 2004, Cap. 5, pags 130 - 132

Ing. Augusto Cevallos, "Hablemos de Electricidad", Escuela Politécnica Nacional, Quito -Ecuador.

TIPPENS, Física general, 6ta edición

Instrumentación Electrónica y Técnicas de Medición, Cooper William, Pearson

Prentice Hall, I- edición, México, págs. 60 - 66.

Técnicas de Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat,1975 Cap.l

http://medicionesvoltimetro.blogspot.com/2007/12/voltimetro.html

-------------------------------------------------ESCUELA POLITECNICA NACIONALAREA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS, E INTELIGENCIA ARTIFICIAL-------------------------------------------------LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS

INFORME DE:

X

Tecnología Eléctrica

Análisis de Circuitos Eléctricos I

Análisis de Circuitos Eléctricos II

-------------------------------------------------

-------------------------------------------------Práctica #: 7 Tema: ESTUDIO DEL MULTÍMETRO-------------------------------------------------

-------------------------------------------------Fecha de Realización: 09 / 11 / 11 -------------------------------------------------año mes día

Realizado por:W8TE - #G5

Alumno (s): David Velasteguí Lara Grupo:Javier Carrera Ortiz

-------------------------------------------------(Espacio Reservado)-------------------------------------------------Fecha de entrega: ____ / ____ / ____ f. ______________________-------------------------------------------------año mes día Recibido por: -------------------------------------------------Sanción:

Semestre: Oct - Mar xMar - Ago 2009-2010

* TITULO:

ESTUDIO DEL MULTÍMETRO

* OBJETIVO:

Aprender el uso correcto de un multímetro como medidor de: diferencia de potencial, intensidad de corriente y resistencia

en un circuito eléctrico.

* TEORÍA:

Amperímetro:Es un aparato de medida que esta destinado a medir la intensidad de la corriente eléctrica. Normalmente, la escala de medida viene en amperios, que es la unidad de medida de la intensidad eléctrica. En algunos casos puede venir la escala en miliamperios, estos aparatos se utilizan para medir señales muy débiles.Es decir el Amperímetro entonces no es otra cosa que un galvanómetro en paralelo con una resistencia SHUNT, y este instrumento siempre hay que conectarlo en SERIE con el circuito.

Esquema de un amperímetro básico

Conexión dentro de un circuito eléctrico

Voltímetro:Es un aparato de medida cuya función es medir la diferencia de potencial entre dos puntos en un circuito eléctrico. La unidad de medida son los voltios (V) pero, al igual que ocurría con los amperímetros, si las medidas que se van a realizar son muy pequeñas se utilizan los milivoltios (mV) como escala de medida. Para realizar las diferentes medidas tenemos que conectar el voltímetro en paralelo con el receptor de corriente e intercalarlo entre los puntos de los que queremos saber su diferencia de potencial.El voltímetro se conecta directamente (en PARALELO) a la línea para medir el voltaje, entonces es deseable que tome la mínima corriente posible del circuito.Debido a su resistencia relativamente baja, la bobina, móvil del voltímetro no puede conectase directamente a la línea, pues tomaría ordinariamente una corriente excesiva y se quemaría. Es por ello necesario conectar en serie con la bobina móvil

una resistencia elevada.

Esquema de un Voltímetro básico

Conexión dentro de un circuito eléctrico

Óhmetro:E un aparato que es capaz de medir resistencias directamente. Todos estos aparatos están basados en la ley de Ohm, es decir, la resistencia es inversamente proporcional a la intensidad de la corriente que atraviesa un circuito si suponemos la tensión constante. Aplicando este principio podemos cambiar la escala de un amperímetro y graduarla con ohmios.El óhmetro cuenta con su propia fuente de voltaje por tanto para medir la resistencia del circuito, dicho circuito debe ser desconectado de la fuente, además la conexión es similar a la del voltímetro (en PARALELO).

óhmetro sencillo

Funcionamiento y diseño de un óhmetro paralelo:

En este tipo de instrumento, la resistencia desconocida se conecta en paralelo con el galvanómetro y miliamperímetro de tal forma que al cortocircuitar los terminales, los valores correspondientes tanto como para corriente como para resistencias son coincidentes, encontrándose a la izquierda de la escala y el valor de infinito (circuito abierto) al lado derecho como se indica en la figura.

Rme/2Ife/20∞Ife0

El diagrama circuital del óhmetro paralelo o (tipo shunt):EReIccRSHRi+-Io

Donde:

E bateríaRe resistencia de ajuste a fondo escalaRi resistencia interna del instrumentoRsh resistencia shuntRx resistencia desconocida

El uso del óhmetro tipo paralelo es conveniente para medir resistencias de valores bajos, aunque no es común, encontrar en todos l

os instrumentos conjuntamente con el óhmetro serie.

Consultar como se puede definir la resistencia interna de un aparato de medida y la forma de expresarlo

La resistencia interna de los voltímetros y amperímetros es importante ya que debe ser tomada en cuenta cuando se mide con estos aparatos. Los valores típicos de resistencia interna para el caso del voltímetro son los siguientes:

Multímetro análogo o Tester: 20000 /V para corriente directa y 5000 /V para corriente alterna Este parámetro se conoce como sensibilidad del voltímetro, para obtener la resistencia interna se debe multiplicar la sensibilidad por el valor máximo de la escala (valor de fondo) que se está usando. Así, la resistencia interna del voltímetro depende de la escala.

Multímetro digital: el valor típico de esta resistencia interna de los multímetros comerciales es de 10 M (M = Mega = 106)

Para medidas de corrientes los valores típicos se encuentran así:

Tester: El valor de la resistencia interna del galvanómetro (Rg ) del tester viene dado por el fabricante y es del orden de los 600 . Mientras que la potencia máxima que soporta el galvanómetro también viene dada, y es de 1 mW (m = mili = 10-3). Por lo tanto la máxima corriente que soporta el galvanómetro del tester es: Ig = ( = micro = 10-6). La resistencia interna del amperímetro viene dada por ; con aquí Imáx es el valor máximo de la escala (valor de fondo) que se está usando. Así, la resistencia interna del amperímetro también depende de la escala.

Multímetro digital cuando se mide corriente e

n los multímetros digitales se desarrolla un pequeño voltaje a través del aparato debido a su resistencia interna. Este voltaje aunque es bastante pequeño, en algunos casos puede afectar medidas de alta precisión.

Multímetro digital: para la medida de diferencia de potencial e intensidades en corriente continua y corriente alterna, así como resistencias en la función de óhmetro. En los cálculos se tiene en cuenta su resistencia interna (10 MΩ en modo voltímetro, y 0,003Ω en modo amperímetro).

Voltímetro analógico: simula un voltímetro analógico de resistencia interna pequeña (15 kΩ), muy apropiado para observar los errores sistemáticos.

* PARTE EXPERIMENTAL:

EQUIPO A UTILIZARSE:

Fuentes: 1 Fuente de C.C.Elementos: 1 Tablero de resistencias (100, 300 C)1 Reóstato de 600 ΩEquipo de Medida: 1 Multímetro analógico1 Multímetro digital Elementos de Maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección3 Interruptor SimpleJuego de cables

* PROCEDIMIENTO PRÁCTICO:

1.- Explicación del profesor sobre el objetivo de la práctica y las tareas a cumplirse.2.- Anotar las características del equipo utilizado (si ya lo tiene anotar la serie).3.- Armar el circuito de la fig. 1. con todos los elementos de protección y maniobra necesarios.4.- Mediante la variación del divisor de voltaje hacer que el Multímetro digital marque 15 V (con carga y en la conexión que se indica en la figura).

NOTA: Recordar que cada estudiante debe hacer su propia lectura de las mediciones y el pro

medio utilizar como dato para el informe.

* MEDICIÓN DE VOLTAJES:1.- Medir la diferencia de potencial en cada elemento, tanto con el Multímetro analógico como con el Multímetro digital (usar la escala más adecuada en cada caso).

* MEDICIÓN DE INTENSIDADES DE CORRIENTE:1.- Sin variar el voltaje de alimentación y seleccionando adecuadamente el multímetro como amperímetro tomar medida de la corriente en cada elemento del circuito, (tanto con el analógico como con el digital en la escala adecuada).2.- Desactivar el circuito y retirar el divisor de voltaje.* MEDICIÓN DE RESISTENCIAS:1.- Seleccionar el multímetro como Óhrnetro y conectar (analógico luego digital) en los terminales libres (los que quedaron al retirar el divisor de voltaje), tomar la medida de la resistencia cuando:

2.- S1 y S2 cerrados (S3 abierto),

3.- S1 y S3 cerrados (S2 abierto),

4.- S2 y S3 cerrados (S1 abierto); y,

5.- S1, S2 y S3 cerrados.

* DATOS EXPERIMENTALES:

* CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE EN EL INFORME:

1- Presentar un cuadro en el que se incluyan tanto los valores medidos, como los calculados y los errores relativos expresados en porcentaje de cada magnitud.

Elementos | Multímetro Digital | Multímetro Analógico | Error (%) |R=50 Ω(V) | 6.06 | 5.80 | -12.12 |S1(I)(mA) | 119.4 | 110 | -7.87 |R=100 Ω(V) | 8.94 | 9.00 | 0.67 |S2(I) (mA) | 89.9 | 90 | 0.11 |R=300 Ω(V) | 8.91 | 9.00 | 1.01 |S3(I) (mA) | 29.7 | 29 | -2.35 |E | 15 | 14.9 | -0.66 |MULTÍMETRO: ICE 508.03Medición de

Resistencias || Multímetro Digital | Multímetro Analógico | Error % |S1 y S2 cerrado (S3 Abierto) | 150 Ω | 149 Ω | -0.66 |S1 yS3 cerrado (S2 Abierto) | 355 Ω | 350 Ω | -1.40 |S2 y S3 cerrado (S1 Abierto) | ∞ | ∞ | |S1 ,S2 y S3 cerrado | 130 Ω | 124 Ω | -4.61 |2.- Presentar un ejemplo de cálculo para llenar el cuadro anterior.

Error relativo = R1:

R2:

R3:

3.- Comentar los errores cometidos; así como, identificar las posibles causas y soluciones.Los errores presentes en esta práctica pueden deberse a la mala apreciación de los estudiantes al observar las medidas entregadas por los aparatos de medida analógicos esto puede ser un error de paralaje.

Otro error puede ser la perdida de energía en el circuito por lo cual los valores no coinciden con los calibrados al inicio de la practica.

Otro error claro es el no conocer la medida exacta de la resistencia interna del multímetro analógico.

4.- Para el caso de medición de resistencias justificar plenamente (mediante cálculos de R equivalente) los valores medidos e interpretar las diferencias, calcular y comentar los errores cometidos.

Sea R1=50Ω, R2=100Ω, R3=300Ω

R2 y R3 están en paralelo

Ahora R y R1 están en serie REQ= 50 + 75=125

* Si S1 y S2 cerrados y (S3 abierto)

Se tiene un circuito en serie:RT= 50 + 100=150

* S1 y S3 cerrados y (S2 abierto)

Se tiene un circuito en serie:RT= 50 + 300=350

* S2 y S3 cerrados y (S1 abierto)

Como S1 está abierto seria la RT=∞

Comparando con los datos que obtuvimos en la p

ráctica, es muy pequeño el error porcentual, entonces vemos que si se cumple lo práctico con lo teórico.

5.- Presentar el diseño de un óhmetro serie con las siguientes características: corriente de fondo escala del galvanómetro = 0.1 [mA] Ri (galvanómetro) = 250 [Ω], E (pila) = 1.5 [V] y R de medida escala = 125 [Ω].

6.- Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.Conclusiones:

* Mediante esta práctica y la anterior se pudo relacionar el galvanómetro con los demás instrumentos de medida.* Con el uso adecuado del galvanómetro se puede evitar el uso de diferentes equipos de medida.

Recomendaciones y sugerencias:

* Cuando se arma el circuito se debe tener en cuenta la utilización del equipo de protección y maniobra, para proteger al circuito de cualquier anomalía y para no cometer de esta manera errores en el mismo y también para evitar daños posteriores en el equipo de laboratorio.* Deben conectarse correctamente los elementos del circuito y los correspondientes aparatos de medida, teniéndose muy en cuenta la polaridad.* En lo posible debe utilizarse los instrumentos digitales en la toma de mediciones.* Deben realizarse mediciones en distintas escalas para tener una idea del error que se comete en las lecturas.

7.- Bibliografía adicional.

TIPPENS, Física general, 6ta ediciónhttp://es.wikipedia.org/wiki/galvanometrohttp://es.wikipedia.org/wiki/voltimetroTecnología Eléctrica, Maldonado Alfredo, EPN 2004, Cap. 5, pags 130 – 132ING. CEVALLOS AUGUSTO, “Hablemos de Electricidad”, Escuela Politécnica Nacional, Quito – Ecuador.