UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

LABORATORIO DE FISICA II

L0. INSTRUMENTOS DE MEDIDA

PRESENTADO A:

ABELARDO RUEDA MURILLO

PRESENTADO POR:

JULIAN ANDRES BARCENAS OTERO

2110631

BUCARAMANGA, MAYO 24 DE 2013

1. INTRODUCCION

En esta práctica analizaremos algunos instrumentos de medición que se emplean en el

laboratorio de electromagnetismo, ya que mediante el uso de ellos se pueden medir y obtener

las magnitudes eléctricas como corriente, carga y energía; o las características eléctricas de los

circuitos, como la resistencia, la capacitancia y la inductancia. Además que permiten localizar

las causas de una medición defectuosa en aparatos o causa del error de medida.

2. OBJETIVOS

2.1 GENERALES

* Conocer los instrumentos de medición para la practicas de laboratorio

* Aprender sobre la utilidad de cada uno de los instrumentos de medida

2.2 ESPECIFICOS

* Comprender la forma como se conectan cada instrumento de medición

* Establecer y analizar la relación existente entre un instrumento de medición con una magnitud

física teniendo en cuenta las limitaciones de cada uno

* Desarrollar la habilidad para manipular instrumentos de medida

3. TEMAS:

3.1 GALVANOMETRO

Instrumento que se usa para detectar y medir la CORRIENTE ELECTRICA. Se trata de un

transductor analógico electromecánico que produce una deformación de rotación en una aguja

o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina.

Tipos de galvanómetros: Según el mecanismo interno, los galvanómetros pueden ser de imán

móvil o de cuadro móvil.

3.2 AMPERIMETRO

Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad e corriente que está

circulando por un circuito eléctrico. Si hablamos en términos básicos, el amperímetro es un

simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una

resistencia en paralelo, llamada shunt. Disponiendo de una gama de resistencias shunt,

podemos disponer de un amperímetro con varios rangos o intervalos de medición.

Para efectuar la medida es necesario que la intensidad de la corriente circule por el

amperímetro, por lo que éste debe colocarse EN SERIE para que sea atravesado por dicha

corriente. El amperímetro debe poseer una RESISTENCIA interna lo más pequeña posible con

la finalidad de evitar una caída de tensión apreciable. Para ello, en el caso de instrumentos

basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, están dotados de bobinas

de hilo grueso y con pocas espiras.

3.3 VOLTIMETRO

Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos

puntos de un circuito eléctrico. Podemos clasificar los voltímetros por los principios en los que

se basan su funcionamiento: Voltímetros electromecánicos, electrónicos, vectoriales, digitales.

Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse EN

PARALELO esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la

medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una RESISTENCIA interna lo más alta

posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida

errónea de la tensión. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos

electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy fino y con

muchas espiras, con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato se consigue

el momento necesario para el desplazamiento de la aguja indicadora.

3.4 REOSTATO

Es un resistor de resistencia variable. Es por tanto un tipo constructivo concreto de

potenciómetro (resistencia variable) que recibe comúnmente este nombre en vez del de

potenciómetro al tratarse de un dispositivo capaz de soportar tensiones y corrientes muchísimo

mayores, y de disipar potencias muy grandes.

Los reóstatos son usados en Ingeniería Eléctrica en tareas tales como el arranque de motores

o cualquier tipo de tarea que requiera variación de resistencia en condiciones de elevada

tensión o corriente.

3.5 POTENCIOMETRO

Un potenciómetro es un resistor al que se le puede variar el valor de su resistencia. De esta

manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que hay por una línea si

se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial de hacerlo en serie.

Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos con poca corriente, para potenciar la

corriente, pues no disipan apenas potencia, en cambio en los reóstatos, que son de mayor

tamaño, circula más corriente y disipan más potencia.

3.6 CORRIENTE CONTINUA

Es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto

potencial. A diferencia de la corriente alterna, en la corriente continua las cargas eléctricas

circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial

son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua, con la

corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente

que mantenga siempre la misma polaridad.

3.7 CORRIENTE ALTERNA

Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían

cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una

onda sinusoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin

embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la

triangular o la cuadrada.

Utilizada genéricamente, la Corriente Alterna se refiere a la forma en la cual la electricidad llega

a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por

los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más

importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada)

sobre la señal de la CA.

3.8 CAPACITANCIA

La capacidad o capacitancia es una propiedad de los condensadores o capacitores. Esta

propiedad rige la relación existente entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre

las placas del capacitor y la carga eléctrica almacenada en este, mediante la siguiente

ecuación:

donde

* C es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta

unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o

picofaradio.

* Q es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios;

* V es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios.

Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la

geometría del capacitor considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del

que depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del condensador.

Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la

capacidad.

3.9 INDUCTANCIA

Llamaremos inductancia al campo magnético que crea una corriente eléctrica al pasar a través

de una bobina de hilo conductor enrollado alrededor de la misma que conforma un inductor. Un

inductor puede utilizarse para diferenciar señales cambiantes rápidas o lentas. Al utilizar un

inductor con un condensador, la tensión del inductor alcanza su valor máximo a una frecuencia

dependiente de la capacitancia y de la inductancia.

La inductancia depende de las características físicas del conductor y de la longitud del mismo.

Si se enrolla un conductor, la inductancia aumenta. Con muchas espiras (vueltas) se tendrá

más inductancia que con pocas.

Si a esto añadimos un núcleo de ferrita, aumentaremos considerablemente la inductancia.

La energía almacenada en el campo magnético de un inductor se calcula según la siguiente

formula:

W = I² L/2 siendo: W = energía (julios); I = corriente (amperios); L = inductancia (henrios)

3.10 OSCILOSCOPIO

El osciloscopio es un instrumento que permite visualizar fenómenos transitorios así como

formas de ondas en circuitos eléctricos y electrónicos. Por ejemplo en el caso de los

televisores, las formas de las ondas encontradas de los distintos puntos de los circuitos están

bien definidas, y mediante su análisis podemos diagnosticar con facilidad cuáles son

los problemas del funcionamiento.

Los osciloscopios son de los instrumentos más versátiles que existen y los utilizan desde

técnicos de reparación de televisores hasta médicos. Un osciloscopio puede medir un gran

número de fenómenos, provisto del transductor adecuado (un elemento que convierte una

magnitud física en señal eléctrica) será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo

cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc.

Es importante que el osciloscopio utilizado permita la visualización de señales de por lo menos

4,5 ciclos por segundo, lo que permite la verificación de etapas de video, barrido vertical y

horizontal y hasta de fuentes de alimentación.

Tipos de osciloscopios:

Los equipos electrónicos se dividen en dos tipos: Analógicos y Digitales. Los primeros trabajan

con variables continuas mientras que los segundos lo hacen con variables discretas. Los

primeros trabajan directamente con la señal aplicada, está una vez amplificada desvía un haz

de electrones en sentido vertical proporcionalmente a su valor. En contraste los osciloscopios

digitales utilizan previamente un conversor analógico-digital (A/D) para almacenar digitalmente

la señal de entrada, reconstruyendo posteriormente esta información en la pantalla.

Ambos tipos tienen sus ventajas e inconvenientes. Los analógicos son preferibles cuando es

prioritario visualizar variaciones rápidas de la señal de entrada en tiempo real. Los

osciloscopios digitales se utilizan cuando se desea visualizar y estudiar eventos no repetitivos

(picos de tensión que se producen aleatoriamente).

3.11 CODIGO DE COLORES DE LAS RESISTENCIAS Los resistores son fabricados en una gran variedad de formas y tamaños.

En las más grandes, el valor del resistor se imprime directamente en el cuerpo del mismo, pero en los más pequeños no es posible. Para poder obtener con facilidad el valor de la resistencia / resistor se utiliza el código de colores

Sobre estos resistores se pintan unas bandasde colores. Cada color representa un número que se utiliza para obtener el valor final del resistor.

Las dos primeras bandas indican las dos primeras cifras del valor del resistor, la tercera banda indica cuantos ceros hay que aumentarle al valor anterior para obtener el valor final del resistor.

La cuarta banda nos indica la tolerancia y si hay quinta banda, ésta nos indica su confiabilidad

Ejemplo: Si un resistor tiene las siguientes bandas de colores:

- El resistor tiene un valor de 2400,000 Ohmios +/- 5 % - El valor máximo de este resistor es: 25200,000 Ω - El valor mínimo de este resistor es: 22800,000 Ω - El resistor puede tener cualquier valor entre el máximo y mínimo calculados.

Los colores de las bandas de los resistores no indican la potencia que puede disipar, pero el tamaño que tiene el resistor da una idea de la disipación máxima que puede tener.

Los resistores comerciales disipan 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, 2 watts, etc... A mayor tamaño del resistor, más disipación de potencia (calor). Ver la Ley de Joule.

4. CONCLUCIONES

Esta práctica me ayudó a conocer y aprender sobre cada uno de los instrumentos de medida que utilizaremos a lo largo del curso de laboratorio de electromagnetismo. A su vez conocí sobre la utilidad de cada uno de los elementos de medición y como deben utilizarse correctamente, conociendo de igual manera la manera como se deben conectar cada instrumento. Aprendí como analizar correctamente cada medición y mediante los instrumentos de medición comprender los resultados y hallar la fuente del error de medición.

5. BIBLIOGRAFIA

Documento electrónico:

http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio

http://www.monografias.com/trabajos/osciloscopio/osciloscopio.shtml

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

http://inductancia.blogspot.com

Libros:

SERWAY, RAYMOND A. Física, Tomo II. Editorial McGraw-Hill

SEARS, ZEMANSKY. Física Volumen II. Ed Aguilar.