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INSTRUMENTOS Y MEDIDAS ELECTRICAS I.- OBJETIVO: Manejar correctamente los siguientes instrumentos: voltímetro, amperímetro y ohmímetro. Leer correctamente en las escalas de los instrumentos al efectuar una mediada eléctrica. Ampliar el rango de medida de un amperímetro y de un voltímetro conociendo ciertas características del instrumento. Usar correctamente una fuente de tensión continua y el potenciómetro. II.- FUNDAMENTO TEORICO: La importancia de los instrumentos eléctricos de medición es incalculable, ya que mediante el uso de ellos se miden e indican magnitudes eléctricas, como corriente, carga, potencial y energía, o las características eléctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad, la capacitancia y la inductancia. Además que permiten localizar las causas de una operación defectuosa en aparatos eléctricos en los cuales, como es bien sabidos, no es posible apreciar su funcionamiento en una forma visual, como en el caso de un aparato mecánico. La información que suministran los instrumentos de medición eléctrica se da normalmente en una unidad eléctrica estándar: ohmios, voltios, amperios, culombios, henrios, faradios, vatios o julios. Unidades eléctricas, unidades empleadas para medir cuantitativamente toda clase de fenómenos electrostáticos y electromagnéticos, así como las características electromagnéticas de los componentes de un circuito eléctrico. Las unidades eléctricas empleadas en técnica y ciencia se definen en el Sistema Internacional de unidades. Sin embargo, se siguen utilizando algunas unidades más antiguas. Resistencia, capacidad e inductancia Todos los componentes de un circuito eléctrico exhiben en mayor o menor medida una cierta resistencia, capacidad e inductancia. La unidad de resistencia comúnmente usada es el ohmio, que es la resistencia de un conductor en el que una diferencia de potencial de 1 voltio produce una

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Page 1: Instrumentos y Medidas Electricas(2)

INSTRUMENTOS Y MEDIDAS ELECTRICAS

I.- OBJETIVO:

Manejar correctamente los siguientes instrumentos: voltímetro, amperímetro y ohmímetro.

Leer correctamente en las escalas de los instrumentos al efectuar una mediada eléctrica.

Ampliar el rango de medida de un amperímetro y de un voltímetro conociendo ciertas características del instrumento.

Usar correctamente una fuente de tensión continua y el potenciómetro.

II.- FUNDAMENTO TEORICO:

La importancia de los instrumentos eléctricos de medición es incalculable, ya que mediante el uso de ellos se miden e indican magnitudes eléctricas, como corriente, carga, potencial y energía, o las características eléctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad, la capacitancia y la inductancia. Además que permiten localizar las causas de una operación defectuosa en aparatos eléctricos en los cuales, como es bien sabidos, no es posible apreciar su funcionamiento en una forma visual, como en el caso de un aparato mecánico.

La información que suministran los instrumentos de medición eléctrica se da normalmente en una unidad eléctrica estándar: ohmios, voltios, amperios, culombios, henrios, faradios, vatios o julios.

Unidades eléctricas, unidades empleadas para medir cuantitativamente toda clase de fenómenos electrostáticos y electromagnéticos, así como las características electromagnéticas de los componentes de un circuito eléctrico. Las unidades eléctricas empleadas en técnica y ciencia se definen en el Sistema Internacional de unidades. Sin embargo, se siguen utilizando algunas unidades más antiguas.

Resistencia, capacidad e inductancia

Todos los componentes de un circuito eléctrico exhiben en mayor o menor medida una cierta resistencia, capacidad e inductancia. La unidad de resistencia comúnmente usada es el ohmio, que es la resistencia de un conductor en el que una diferencia de potencial de 1 voltio produce una corriente de 1 amperio. La capacidad de un condensador se mide en faradios: un condensador de 1 faradio tiene una diferencia de potencial entre sus placas de 1 voltio cuando éstas presentan una carga de 1 culombio. La unidad de inductancia es el henrio. Una bobina tiene una autoinductancia de 1 henrio cuando un cambio de 1 amperio/segundo en la corriente eléctrica que fluye a través de ella provoca una fuerza electromotriz opuesta de 1 voltio. Un transformador, o dos circuitos cualesquiera magnéticamente acoplados, tienen una inductancia mutua de 1 henrio cuando un cambio de 1 amperio por segundo en la corriente del circuito primario induce una tensión de 1 voltio en el circuito secundario.

Dado que todas las formas de la materia presentan una o más características eléctricas es posible tomar mediciones eléctricas de un número ilimitado de fuentes.

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Mecanismos básicos de los medidores

Por su propia naturaleza, los valores eléctricos no pueden medirse por observación directa. Por ello se utiliza alguna propiedad de la electricidad para producir una fuerza física susceptible de ser detectada y medida. Por ejemplo, en el galvanómetro, el instrumento de medida inventado hace más tiempo, la fuerza que se produce entre un campo magnético y una bobina inclinada por la que pasa una corriente produce una desviación de la bobina. Dado que la desviación es proporcional a la intensidad de la corriente se utiliza una escala calibrada para medir la corriente eléctrica. La acción electromagnética entre corrientes, la fuerza entre cargas eléctricas y el calentamiento causado por una resistencia conductora son algunos de los métodos utilizados para obtener mediciones eléctricas analógicas.

Calibración de los medidores

Para garantizar la uniformidad y la precisión de las medidas los medidores eléctricos se calibran conforme a los patrones de medida aceptados para una determinada unidad eléctrica, como el ohmio, el amperio, el voltio o el vatio.

Patrones principales y medidas absolutas

Los patrones principales del ohmio y el amperio de basan en definiciones de estas unidades aceptadas en el ámbito internacional y basadas en la masa, el tamaño del conductor y el tiempo. Las técnicas de medición que utilizan estas unidades básicas son precisas y reproducibles. Por ejemplo, las medidas absolutas de amperios implican la utilización de una especie de balanza que mide la fuerza que se produce entre un conjunto de bobinas fijas y una bobina móvil. Estas mediciones absolutas de intensidad de corriente y diferencia de potencial tienen su aplicación principal en el laboratorio, mientras que en la mayoría de los casos se utilizan medidas relativas. Todos los medidores que se describen en los párrafos siguientes permiten hacer lecturas relativas.

Medidores de corriente

GALVANÓMETROS

Los galvanómetros son los instrumentos principales en la detección y medición de la corriente. Se basan en las interacciones entre una corriente eléctrica y un imán. El mecanismo del galvanómetro está diseñado de forma que un imán permanente o un electroimán produce un campo magnético, lo que genera una fuerza cuando hay un flujo de corriente en una bobina cercana al imán. El elemento móvil puede ser el imán o la bobina. La fuerza inclina el elemento móvil en un grado proporcional a la intensidad de la corriente. Este elemento móvil puede contar con un puntero o algún otro dispositivo que permita leer en un dial el grado de inclinación.

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El

galvanómetro de inclinación de D'Arsonval utiliza un pequeño espejo unido a una bobina móvil y que refleja un haz de luz hacia un dial situado a una distancia aproximada de un metro. Este sistema tiene menos inercia y fricción que el puntero, lo que permite mayor precisión. Este instrumento debe su nombre al biólogo y físico francés Jacques D'Arsonval

Cuando se añade al galvanómetro una escala graduada y una calibración adecuada, se obtiene un amperímetro, instrumento que lee la corriente eléctrica en amperios. D'Arsonval es el responsable de la invención del amperímetro de corriente continua.

Sólo puede pasar una cantidad pequeña de corriente por el fino hilo de la bobina de un galvanómetro. Si hay que medir corrientes mayores, se acopla una derivación de baja resistencia a los terminales del medidor. La mayoría de la corriente pasa por la resistencia de la derivación, pero la pequeña cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la corriente total. Al utilizar esta proporcionalidad el galvanómetro se emplea para medir corrientes de varios cientos de amperios.

Medida de la constante K de un galvanómetro

Como hemos visto al estudiar el péndulo de torsión. El momento que ejerce el campo magnético hace girar las espiras un ángulo q, tal que

Ni·S·B=k·q

Siendo k la constante de torsión del hilo o del muelle helicoidal.

Definimos la constante K del galvanómetro como el cociente entre la intensidad y el ángulo girado.

La constante K depende solamente de las características del galvanómetro (campo magnético B entre las piezas polares del imán, constante de torsión del hilo k, número de espiras N de la bobina y área S de cada una de las espiras).

Para calibrar el galvanómetro, se toman medidas del ángulo de desviación q , en función de corrientes i conocidas y se traza la recta que mejor ajusta

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mediante el procedimiento de mínimos cuadrados. La pendiente de dicha recta es la constante K del galvanómetro.

Los galvanómetros tienen denominaciones distintas según la magnitud de la corriente que pueden medir.

Microamperímetros

Un microamperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

Los galvanómetros convencionales no pueden utilizarse para medir corrientes alternas, porque las oscilaciones de la corriente producirían una inclinación en las dos direcciones.

Sensibilidad de los instrumentos

La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala. El grado de sensibilidad se expresa de dos maneras, según se trate de un amperímetro o de un voltímetro.

En el primer caso, la sensibilidad del instrumento se indica por el número de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviación completa. Así, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desviación, etcétera.

En el caso de un voltímetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el número de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltímetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resistencia.

El número de ohmios por voltio de un voltímetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje máximo que puede medirse. Por ejemplo, un instrumento con una resistencia interna de 300000 ohmios y una escala para un máximo de 300 voltios, tendrá una sensibilidad de 1000 ohmios por voltio. Para trabajo general, los voltímetros deben tener cuando menos 1000 ohmios por voltio.

RESISTENCIAS

Las resistencias o resistores son dispositivos que se usan en los circuitos eléctricos para limitar el paso de la corriente, las resistencias de uso en electrónica son llamadas "resistencias de carbón" y usan un código de colores como se ve a continuación para identificar el valor en ohmios de la resistencia en cuestión.

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El sistema para usar este código de colores es el siguiente: La primera banda de la resistencia indica el primer dígito significativo, la segunda banda indica el segundo dígito significativo, la tercera banda indica el número de ceros que se deben añadir a los dos dígitos anteriores para saber el valor de la resistencia, en la cuarta banda se indica el rango de tolerancia entre el cual puede oscilar el valor real de la resistencia.

MULTIMETRO (VOM).

El amperímetro, el voltímetro, y el ohmímetro utilizan el galvanómetro D’Arsonval. La diferencia entre los 3 es el circuito utilizado con el movimiento básico. Es por lo tanto obvio que se puede diseñar un instrumento para realizar las tres funciones de medición; este dispositivo, tiene un interruptor de función que selecciona el circuito apropiado al galvanómetro D’Arsonval y es llamado comúnmente multímetro o medidor-volt-ohm-miliampere (VOM).

Uno de los instrumentos de propósitos más versátiles, capaz de medir voltajes de cd y ca, corriente y resistencia, es el multímetro electrónico de estado sólido o VOM. Aunque los detalles del circuito varían de un instrumento a otro, un multímetro electrónico generalmente contiene los siguientes elementos:

Amplificador de cd de puente – equilibrado y medidor indicador. Atenuador de entrada o interruptor de RANGO, para limitar la magnitud del

voltaje de entrada al voltaje deseado. Sección de rectificación para convertir el voltaje de ca de entrada en voltaje de

cd proporcional. Batería interna y un circuito adicional para proporcionar la capacidad para

medir resistencias. Interruptor de FUNCIÓN, para seleccionar las distintas funciones de medición

del instrumento. Además el instrumento suele incluir una fuente de alimentación para su

operación con la línea de ca y, en la mayoría de los casos, una batería para operarlo como instrumento portátil de prueba.

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Los multímetros analógicos son instrumentos de laboratorio y de campo muy útiles y versátiles, capaces de medir voltaje (en cd y ca), corriente, resistencia, ganancia de transistor, caída de voltaje en los diodos, capacitancia e impedancia. Se les llama por lo general multimeters (en inglés se les llama VOM, volt ohm miliammeters).

En últimas fechas se han ampliado y mejorado las posibilidades de funcionamiento de esos medidores se ha aumentado en forma considerable sus posibilidades y su exactitud. Además, mediante el empleo de amplificadores de entrada con transistores de efecto de campo (FET) para mediciones de voltaje cd, sus impedancias rebasan con frecuencia a los 100 MΩ. Por último la escala del óhmetro ya no se ha de llevar a cero para compensar los cambios internos del voltaje de batería o los cambios de escala. Las mediciones de voltaje se pueden efectuar sobre el rango de 0.4 mV hasta 1000 V con exactitudes de 0.1 por ciento. Las mediciones de corriente se pueden llevar a cabo desde 0.1 μA hasta 10 A con exactitudes de 0.2 por ciento. Se miden resistencias tan altas como 40 MΩ con exactitud de 1 por ciento. (Se debe notar que al hacer mediciones de resistencias tan altas, nunca se debe tocar la punta de medición con los dedos debido a que la resistencia de la piel es solo algunos miles de ohms, y esto puede originar errores serios en la medición.) Las mediciones de resistencia menores tienen una exactitud de 0.2 por ciento.

Los multímetros digitales han tomado el lugar de los multímetros con movimientos de D'Arsonval por dos razones principales: mejor exactitud y eliminación de errores de lectura. Sin embargo con frecuencia se agrega una escala analógica en la escala digital para dar una indicación visual de entradas que varían con el tiempo. La posibilidad de observar la indicación del medidor en forma analógica es muy importante cuando se estén localizando fallas en sistemas de instrumentación, por ejemplo, la rapidez con que cambia una variable, al igual que su magnitud, pueden dar indicaciones valiosas en muchas situaciones de localización de problemas.

Multimetros Digitales.

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La mayoría de los multímetros digitales se fabrican tomando como base ya sea un convertidor A / D de doble rampa o de voltaje a frecuencia, con ajuste de rango. Para dar flexibilidad para medir voltajes en rangos dinámicos más amplios con la suficiente resolución, se emplea un divisor de voltaje para escalar el voltaje de entrada. En la Fig. 5-16 se muestra un diagrama de bloques de un multímetro digital completo.

Para lograr la medición de voltajes de ca, se incluye un rectificador en el diseño del medidor. Como las exactitudes de los rectificadores no son tan altas como las de los circuitos de medición de voltaje de cd, las exactitudes general de los instrumentos de medición de ca es menor que cuando se miden voltajes de cd (las exactitudes para voltajes de ca van desde + 1.012 hasta + 1 por ciento + 1 digito). Las corrientes se miden haciendo que el voltímetro digital determine la caída de voltaje a través de una resistencia de valor conocido y exacto.

Aunque el valor de una resistencia se puede especificar con mucha exactitud, hay cierto error adicional debido al cambio de resistencia como función del efecto de calentamiento de la corriente que pasa a través de ella.

Además, se debe tener cuidado al emplear la función de medición de corriente. No se debe permitir que pase demasiada corriente a través de la resistencia. Las exactitudes típicas de las mediciones de corriente de cd van desde + 0.03 hasta + 2 por ciento de la lectura + 1 dígito, mientras que para corriente alterna son de + 0.05 a + 2 por ciento + 1 dígito.

El voltímetro digital se convierte en óhmetro cuando se incluye en él una fuente muy exacta de corriente. Esta fuente circula corriente a través de la resistencia que se mide y el resto de los circuitos del voltímetro digital monitorea la caída de voltaje resultante a través del electo. La fuente de corriente es exacta sólo para voltajes menores que el voltaje de escala completa del voltímetro digital. Si la resistencia que se mide es demasiado grande, la corriente de prueba de la fuente de poder disminuirá. Las exactitudes de los voltímetros digitales multiusos que se emplean apara medir la resistencia van desde + 0.002 por ciento de la lectura + 1 dígito hasta + 1 por ciento de la lectura + 1 dígito.

Muchos multímetros digitales son instrumentos portátiles de baterías. Algunos se diseñan con robustez para permitirles soportar los rigores de las mediciones de campo. Otros poseen características tales como operación de sintonización automática de rango (lo cual significa que el medidor ajusta de manera automática sus circuitos de medición para el rango de voltaje, corriente o resistencia), compatibilidad con salida decimal codificada binaria o IEEE-488, y medición de conductancia y aun de temperatura.

Diagrama en bloques de un Multímetro Digital

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AMPERIMETRO

Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y el micro-amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagnético.

El Amperímetro de C.C. puede medir C.A. rectificando previamente la corriente, esta función se puede destacar en un Multimetro. Si hablamos en términos básicos, el Amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia paralela llamada Shunt. Los amperímetros tienen resistencias por debajo de 1 Ohmio, debido a que no se disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito energizado.

Un amperímetro siempre se coloca en serie en el circuito

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Error de inserción o efecto de carga.

Es una consecuencia de la existencia de una resistencia propia del instrumento distinta de cero. Es un error que se agrega al error propio del instrumento y al de lectura y depende de las condiciones de medición.

AMPERÍMETRO IDEAL.

Aquel que posee resistencia interna cero.

Ampliación de la escala de medición.

Una resistencia derivada o “shunt” permite desviar parte de la corriente a medir. El instrumento mide solo una porción de la corriente total, siempre menor a su corriente máxima permisible.

Derivación De Ayrton.

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La escala de corriente del amperímetro cd se puede extender mediante varias resistencias de derivaciones, seleccionadas por un interruptor de rango. Tal medidor se llama amperímetro multirango. El circuito tiene tres derivaciones, que se pueden colocar en paralelo con el movimiento para dar cuatro escalas de corrientes diferentes. El interruptor S es de multiposición, del tipo que hace conexión antes-de-desconectar, de manera que el movimiento no se vea afectado cuando el circuito se queda sin protección, sin derivación, al cambio de rango.

La derivación universal de Ayrton elimina las posibilidades de tener el medidor sin ninguna derivación en el circuito. Esta ventaja se obtiene a expensas de llegar a tener una resistencia total del medidor ligeramente mayor. La derivación de Ayrton da una excelente oportunidad para aplicar la teoría de los circuitos básicos a circuito práctico.

PRECAUCIONES.

No conectar un amperímetro a través de una fuente de fem. Ya que por su baja resistencia circularía una corriente dañina muy alta que puede destruir el delicado movimiento. Siempre se conecta el amperímetro en serie con una carga capaz de emitir corriente.

Obsérvese la polaridad correcta. La polaridad inversa causa que el medidor se deflecte contra el mecanismo de tope y esto podría dañar la aguja.

Cuando se utiliza un medidor multirango, primero se usa la escala de corriente más alta; luego se disminuye la escala de corriente hasta obtener la deflexión adecuada. Para incrementar la exactitud de la medición, se emplea una escala que dé una lectura tan cercana a la escala completa tanto como sea posible.

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La resistencia Shunt amplia la escala de medición. Esta es conectada en paralelo al amperímetro y ahorra el esfuerzo de tener otros amperímetros de menor rango de medición a los que se van a medir realmente.

Para determinar el valor de dicha resistencia usamos la formula:

R sh=Rm( ImI rang−Im )

Donde:Rm : Resistencia interna del galvanómetroIm : Corriente necesaria para efectuar la defleccion máximaI rang : Corriente de medición (máxima) cuando la aguja alcanza

la defleccion máximaR sh : Resistencia en derivación (shunt) para ampliar el rango

de medición de la corriente

VOLTIMETRO

Un voltímetro es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Se usa tanto por los especialistas y reparadores de artefactos eléctricos, como por aficionados en el hogar para diversos fines; la tecnología actual ha permitido poner en el mercado versiones económicas y al mismo tiempo precisas para el uso general, dispositivos presentes en cualquier casa de ventas dedicada a la electrónica.

Los voltímetros, en esencia, están constituidos de un galvanómetro sensible que se conecta en serie a una resistencia extra de mayor valor. A fin de que durante el proceso de medición no se modifique la diferencia de potencial, lo mejor es intentar que el voltímetro utilice la menor cantidad de electricidad

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posible. Lo anterior es posible de regular con un voltímetro electrónico, el que cuenta con un circuito electrónico con un adaptador de impedancia.

Un voltímetro siempre se coloca en paralelo

Voltímetro de rango múltiple.

La suma de varias resistencias multiplicadoras, junto con un interruptor de rango, provee al instrumento de varias escalas de trabajo. La Fig. Inferior izquierda, muestra un voltímetro multirango con un interruptor de tres posiciones y tres resistencias multiplicadoras, para las escalas de voltaje respectivamente.

Para determinar la resistencia adecuada () debemos usar la siguiente fórmula:

Ra=R1(V rangV 1

−1)Donde:

R1 : Resistencia interna del voltímetro

V 1 : Tensión máxima que necesita para efectuar defleccion máxima

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V rang : Tensión de medición que se desea medir cuando se alcanza la defleccion máxima.

Ra : Resistencia en serie necesaria para ampliara el rango de medición.

Una de las características del voltímetro es que su resistencia interna es muy grande, de tal manera que no carga al circuito. Se debe tener en cuenta de no medir esta tensión sobre resistencias cuyo valor es comparable con la resistencia del voltímetro.

Precauciones

Obsérvese la polaridad correcta; ya que si es incorrecta origina que el medidor deflecte contra el mecanismo de tope y esto puede dañar la aguja.

Conéctese el voltímetro del circuito a través del circuito o componente cuyo voltaje se va a medir.

Cuando emplee un voltímetro de escala múltiple, hay que utilizar la escala de mayor voltaje y posteriormente disminuirla hasta tener una lectura lo más cercana a la parte superior de la escala.

Considere el efecto de carga. Este se puede minimizar seleccionando la escala de voltaje más alta como sea posible. La exactitud disminuye si la indicación esta en el extremo inferior de la escala.

OHMÍMETRO

El ohmímetro u óhmetro es un dispositivo que sirve para medir resistencias. Está integrado en un polímetro (o multímetro), siendo éste un aparato polivalente ya que también mide voltajes e intensidades de corriente, entre otras magnitudes.

El óhmetro (encuadrado en un polímetro analógico) aplica, mediante una pila interna, una diferencia de potencial entre sus terminales cuando no existe en ellos ninguna resistencia y por ello la aguja del aparato marca la máxima lectura. Cuando en los terminales se coloca la resistencia que se desea medir se produce una caída de tensión y la aguja se desplaza hacia valores inferiores, esto es, de derecha a izquierda. En

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el polímetro las escalas del voltaje e intensidad crecen de izquierda a derecha, mientras que la escala de resistencias lo hace al revés.

Cuando se mide una resistencia lo primero que hay que hacer es poner el aparato en cortocircuito entre sus terminales y ajustar, mediante un tornillo que lleva incorporado, la aguja al valor cero en la escala de las resistencias. Luego, se instala entre los terminales la resistencia a medir y el desplazamiento de la aguja indica el valor de la resistencia leyéndose su valor en la escala. Dado que el intervalo de resistencias que se pueden medir es muy amplio, existen distintas escalas las cuales se pueden seleccionar con el cursor, para adaptarse al valor de la resistencia que se vaya a medir.

Si se utiliza un polímetro digital la lectura es inmediata, solamente se debe escoger la escala para la que la resistencia que se desea medir sea inferior al máximo indicado. Una vez colocada la resistencia entre los terminales, la lectura aparece en pantalla.

La única precaución al medir resistencias es que ésta no esté alimentada por ninguna fuente de alimentación para que no se altere el valor de la lectura, ni se dañe el polímetro.

La medición en el circuito siempre es en paralelo con respecto al elemento a medir.

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RESISTENCIA VARIABLE: POTENCIOMETRO, REOSTATO

La resistencia variable es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante.

Este contacto móvil se llama cursor o flecha y divide la resistencia en dos resistencias cuyos valores son menores y cuya suma tendrá siempre el valor de la resistencia total.

Las resistencias variables se dividen en dos categorías:

POTENCIOMETRO

Los potenciómetros y los reóstatos se diferencias entre si, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, éstos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de voltaje. Ver la figura.

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REOSTATO

En el caso del reóstato, éste va conectado en serie con el circuito y se debe tener cuidado de que su valor (en ohmios) y su la potencia (en Watts (vatios)) que puede aguantar sea el adecuado para soportar la corriente I en amperios (ampere) que va a circular por él.

Como regla general:Los potenciómetros se utilizan para variar niveles de voltaje y los reóstatos para variar niveles de corriente

Las resistencias también se pueden dividir tomando en cuenta otras características:si son resistencia bobinadas, si no son bobinadas, de débil disipación, de fuerte disipación, de precisión.

Normalmente los potenciómetros se utilizan en circuitos con poca corriente, pues no disipan casi potencia, en cambio los reóstatos son de mayor tamaño, por ellos circula más corriente y disipan más potencia. Ver los diagramas.

PREGUNTAS

1. Deducir matemáticamente las expresiones (2) y (3)

2. Explique cómo se mide el valor de una resistencia con el ohmímetro

El Ohmimetro:

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Es un arreglo de los circuitos del Voltímetro y del Amperímetro, pero con una batería 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 voltímetro marca la caída de voltaje de la batería y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en la escala. Generalmente, estos instrumentos se venden en forma de Multímetro el cual es la combinación del amperímetro, el voltímetro y el Ohmimetro juntos. Los que se venden solos son llamados medidores de aislamiento de resistencia [Enlace a Ohmímetros en la web Amperis.com] y poseen una escala bastante amplia.Uso del Ohmimetro

• La resistencia a medir no debe estar conectada a ninguna fuente de tensión o a ningún otro elemento del circuito, pues causan mediciones inexactas.

• Se debe ajustar a cero para evitar mediciones erráticas gracias a la falta de carga de la batería. En este caso, se debería de cambiar la misma• Al terminar de usarlo, es más seguro quitar la batería que dejarla, pues al dejar encendido el instrumento, la batería se puede descargar totalmente

3. Explique qué se debe hacer cuando se quiere usar el multitester como:

a) Voltímetrob) Amperímetroc) Ohmímetro

Uso del multimetro como voltímetro

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Seleccione en el multimetro la función de voltímetro de corriente continua (DCV)

Realice medidas de diferencias de potencial (voltaje) en distintos elementos como pilas, baterías y fuente de poder. Anote las lecturas en la tabla numero 2

Tabla numero 2

elemento lectura

pila A 1,4 volts

pila B 0,8 volts

batería 7,4 volts

fuente de poder 20,1 volts

Detalle de fuentes de alimentación

Pila A : pila tipo C

Pila B : pila tipo AA

Batería : 9 Vcc

Fuente de poder : LG 30 Vcc máx.

Uso del multimetro como amperímetro

Seleccione en el multimetro la función de amperímetro de corriente continua (DCA, 20mA)

Arme el siguiente circuito:

V = 0-25 Vcc

Varíe la fuente de alimentación en forma aleatoria y complete la tabla numero 3 con la lectura del amperímetro.

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Tabla numero 3

posición del cursor

lectura(mA)

A 8.3 Vcc 8,3 mA

B 11.2 Vcc 11,2 mA

C 15.2 Vcc 15,2 mA

D 23.3 Vcc 23,3 mA

E 12.3 Vcc 12,3 mA

LEY DE OHMS

Arme el siguiente circuito

Resistencia de 1 Kohm

Ajuste el voltaje de salida de la fuente a los valores indicados en la siguiente tabla y anote la lectura de la intensidad de corriente para cada caso.

Tabla numero 4

Voltaje (V) Intensidad(mA)

0 0 mA

3 3 mA

6 6 mA

9 9 mA

12 12 mA

15 15 mA

18 18 mA

Realice un grafico de la variación de la corriente (v/s) en función de la tensión.

4. Un mulitester Philips posee las siguientes características: resistencia interna del galvanómetro 2000 Ω corriente que soporta para efectuar la máxima defleccion 29 μA ¿Cuál será el valor de la Rs para poder medir 60 V cd?

5. Diseñar un instrumento con las siguientes características:a. Rango de voltaje : 0 - 5; 0 - 100 Vcdb. Rango de corriente: 0 – 10 ; 0 – 500 mA cd

El indicador a emplear es un mecanismo D'Arsonval con una resistencia interna de 1500 Ω y una corriente a plena escala de 50 μA

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BIBLIOGRAFIA

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http://www.unicrom.com/Tut_resistenciavariable.asp