Inst. de Medición. Fis. 2

7/21/2019 Inst. de Medicin. Fis. 2

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Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL, ARQUITECTURA Y GEOTECNIA

E.A.P. DE INGENIERA CIVIL

Informe 1:

INSTRUMENTOS DEMEDICINCURSO A

DOCENTEA

ALUMNOA

CDIGO A

: FSICA

: ING. N

: LUIS BRIAN RAMOS VILCAPAZA

: 2014 - 129037N

TACNA PER

201!


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OBJETIVO:

Aprender a utilizar los materiales o accesorios que son empleados en los

experimentos sobre electricidad y manetismo!

Familiarizarse con el uso del volt"metro y amper"metro!

#edir la resistencia$ el volta%e y la corriente que existen en un circuito!

&econocer errores que se cometen al efectuar mediciones de corrientes$

volta%es y resistencias!

MARCO TERICO

'as mediciones el(ctricas se realizan con aparatos especialmente diseados

se)n naturaleza de la corriente$ es decir$ si es alterna$ continua o pulsante! En

todas ellas los par*metros a medir eneralmente son+ volta%e de la tensin e

intensidad de la corriente!

'os instrumentos que miden la tensin se denominan volt"metros y los que

miden la intensidad amper"metros! Estos aparatos var"an se)n el tipo de

corriente! Por e%emplo$ no podemos medir la corriente alterna con un

amper"metro diseado para medir corriente continua y viceversa!

El conocimiento de cmo calcular corrientes$ volta%es$ resistencias y disipacin

de potencia en varios componentes de circuitos frecuentemente tiene un ran

valor pr*ctico$ ya que permite por e%emplo$ la identificacin de un componente

defectuoso de un circuito!

El volt"metro determina directamente la diferencia de potencial entre dos puntos

de un circuito el(ctrico!

En el caso de la fi!,$ el volt"metro debe suministrar la indicacin de ladiferencia de potencial entre los puntos P - .!

/P0 /.1 &!2,


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Para no desviar apreciablemente la corriente$ el volt"metro debe poseer una

resistencia interna muy rande 32v 145$ colocada en serie con la bobina dentro

del instrumento!

V

IV

=RV

6onectando en serie con el volt"metro$ resistencias adecuadas con un selector

rotatorio$ se puede convertirlo en un instrumento de escala m)ltiple!

6uando un medidor de D7Arsonval se utiliza como instrumento de medicin de

la corriente$ se llama normalmente amper"metro! Para medir la corriente de un

circuito$ debe insertarse un amper"metro en serie con el circuito de modo que la

corriente que se desea medir pase realmente a trav(s de (l! 8n amper"metroideal deber"a tener resistencia nula$ que se llama 9:unt!

Inst!"#nt$s %# "#%&'&(n

9e)n su )#'&s&(n * t&)$ %# t++-$ se clasifican en!

,! 2nstrumentos de 'aboratorio!

;! 2nstrumentos Port*tiles!

'a precisin de un instrumento de medida depende del proceso tecnolico

con que fue fabricado y esto determina su clase! L$s &nst!"#nt$s %#+$+t$&$ tienen un alto rado de precisin estando su clase o #$)$'#nt!+ #nt# / * /.01

L$s &nst!"#nt$s )$t2ts vienen fabricados con un #$ )$'#nt!+ #nt#/.3 * 0.31. L$s &nst!"#nt$s %# t+#$, de tipo operacional$ est*ndiseados para fi%arlos en un luar espec"fico para cumplir funciones muy

concretas y su #$ )$'#nt!+ #st2 !&'+%$ #nt# 4.3 * 31.


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P$ #-#")$:

5Q!6 s&7n&8&'+%$ tn# %#'& 9!# !n &nst!"#nt$ #s %# '+s# /.31

Esto sinifica que cuando el instrumento est* midiendo en lo m*ximo de esta

escala$ :ay un error en la medicin por el orden de 4!>?!

Ot+ 8$"+ %# '+s&8&'+'&(n #s:

4. Inst!"#nt$s +n+(7&'$s: 9on aquellos que utilizan el sistema de au%a yescala en la medicin!

;! Inst!"#nt$s %&7&t+#s: 9on aquellos :ec:os con una pantalla de cuarzo

l"quido u otro material! 9on instrumentos de alta precisin!

'os &nst!"#nt$s +n+(7&'$s pueden clasificarse se)n el sistema motor dela au%a en+

4. Inst!"#nt$s E#'t$%&n2"&'$s. 0. Inst!"#nt$s %# In%!''&(n.

;. Inst!"#nt$s E#'t$st2t&'$s.


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3. Inst!"#nt$s M+7n#t$#6't&'$s. =. Inst!"#nt$sE#'t$"+7n6t&'$s.

'os &nst!"#nt$s +n+(7&'$s tienen unos s"mbolos de informacin eneralque vienen rabados en el cuadrante! Estos son+

,! 9"mbolos de 2nformacin @eneral+

#arca de fabrica

Ao de fabricacin!

)mero de fabricacin!

8nidad de medicin!


6/26

;! 9"mbolos correspondientes al uso+

9"mbolos del sistema motor+


7/26

9"mbolos del sistema de corriente+

9"mbolos de posicin de traba%o+


8/26

9"mbolos de tensin de prueba de aislamiento+


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PARTE E>PERIMENTAL

EQUIPOS Y MATERIALES

,! 8n #ultitester;! 8n Amper"metro! Alambres de conexinC! 8na fuente de tensin continua

! 8n 34,5 =ablero para conexiones

3Protoboard 'eybold5

1

73

2 4

"!


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PROCEDIMIENTO:

,! Armar el circuito de la fi!< y medir la corriente que fluye a trav(s de la

& 3resistencia de cara5$ para tres resistencias diferentes y medir la

tensin! 8se para E+ / y ,;/!

;! #ontar el circuito de la fi!B y medir las tensiones en cada una de las

resistencias$ y s)melas! #ida la corriente! Pona E con dos valores+ /

y ,;/!

y mida las corrientes en cada resistencias$

lueo s)melas! #ida /! 8se E con / y ,;/!

C?LCULOS Y RESULTADOS:


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PA&A 62&682= ,+

En /+

'a resistencia es 4


12/26

Para /+

En fuente de tensin marca+ !; /

En volt"metro marca+ !, /

'as resistencias+

&,+ ;44 o:m

&;+ ,44 o:m

&


13/26

&,+ ;44 o:m

&;+ ,44 o:m

&


14/26

9olo para /+

En fuente de tensin marca+ !, /

En volt"metro marca+ !H /

'as resistencias+

&,+


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Entonces$ 2, 1 ;

Para &;+

,>4 mA

CH 2


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El alvanmetro consta de una au%a indicadora$

unida mediante un resorte espiral$ al e%e de

rotacin de una bobina rectanular plana$ que

est* suspendida entre los polos opuestos de un

im*n permanente!

En el interior de la bobina se coloca un n)cleo de

:ierro dulce$ con el fin de concentrar en ella las

l"neas de

induccin

man(tica!

Al estar la bobina sumerida en el interior de un campo man(tico uniforme$

creado por el im*n fi%o$ cuando circula corriente por ella$ se produce un par de

fuerzas sobre la bobina que :ace que rote$ arrastrando consio a la au%a

unida a su e%e!

'a au%a se mueve e indica en una escala$ la intensidad de corriente que

atraviesa la bobina! El resorte espiral permite que la au%a vuelva a su posicin

oriinal$ una vez que se interrumpe el paso de la corriente!

0@5QU ES UN AMPERMETRO DESCRBALO.

8n amper"metro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de

corriente que est* circulando por un circuito el(ctrico! 8n micro amper"metro

est* calibrado en millon(simas de amperio y un miliamper"metro en mil(simas

de amperio!


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9i :ablamos en t(rminos b*sicos$ el amper"metro es un simple

alvanmetro 3instrumento para detectar pequeas

cantidades de corriente5 con una resistencia en paralelo$

llamada Kresistencia s:untK!

Disponiendo de una ama de resistencias s:unt$ podemos

disponer de un amper"metro con varios ranos o intervalos de

medicin! 'os amper"metros tienen una resistencia interna muy

pequea$ por deba%o de , o:mio$ con la finalidad de que su

presencia no disminuya la corriente a medir cuando se

conecta a un circuito el(ctrico!

El aparato descrito corresponde al diseo oriinal$ ya que en la actualidad los

amper"metros utilizan un conversor analicoLdiital para la medida de la ca"da

de tensin en un resistor por el que circula la corriente a medir! 'a lectura del

conversor es le"da por un microprocesador que realiza los c*lculos para

presentar en un display num(rico el valor de la corriente el(ctrica circulante!

CLASIFICACION

'os sistemas de medida m*s importantes son los siuientes+ manetoel(ctrico$

electroman(tico y electrodin*mico$ cada una de ellas con su respectivo tipo de

amper"metro!

A")#&"#t$ M+7n#t$#6't&'$


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Para medir la corriente que circula por un circuito

tenemos que conectar el amper"metro en serie con

la fuente de alimentacin y con el receptor de

corriente! As"$ toda la corriente que circula entre

esos dos puntos va a pasar antes por el

amper"metro! Estos aparatos tienen una bobinamvil que est* fabricada con un :ilo muy fino

3aproximadamente 4$4> mm de di*metro5 y

cuyas espiras$ por donde va a pasar la corriente que

queremos medir$ tienen un tamao muy

reducido! Por todo esto$ podemos decir que la

intensidad de corriente$ que va a poder medir

un amper"metro cuyo sistema de medida sea manetoel(ctrico$ va a estar

limitada por las caracter"sticas f"sicas de los elementos que componen dic:o

aparato! El valor l"mite de lo que podemos medir sin temor a introducir errores

va a ser alrededor de los ,44 miliamperios$ lueo la escala de medida que

vamos a usar no puede ser de amperios sino que debe tratarse de

miliamperios! Para aumentar la escala de valores que se puede medir podemos

colocar resistencias en derivacin$ pudiendo llear a medir amperios

3aproximadamente :asta A a los


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'os amper"metros con sistema de medida

Kelectrodin*micoK est*n constituidos por dos

bobinas$ una fi%a y una mvil!

;@5QU ES UN VOLTMETRO DESCRBALO.

8n volt"metro 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 el(ctrico!

9e usa tanto por los especialistas y reparadores de artefactos el(ctricos$ como

por aficionados en el :oar para diversos finesN la tecnolo"a actual :a

permitido poner en el mercado versiones econmicas y al mismo tiempo

precisas para el uso eneral$ dispositivos presentes en cualquier casa de

ventas dedicada a la electrnica!

'os volt"metros$ en esencia$ est*n constituidos de un alvanmetro sensible

que se conecta en serie a una resistencia extra de mayor valor! A fin de que

durante el proceso de medicin no se modifique la diferencia de potencial$ lo

me%or es intentar que el volt"metro utilice la menor cantidad de electricidadposible!

Para poder cumplir con este requerimiento$ los volt"metros que basan su

funcionamiento en los efectos electroman(ticos de la corriente el(ctrica$

poseen unas bobinas con :ilo muy fino y de muc:as espiras$ a fin de que$ aun

contando con una corriente el(ctrica de ba%a intensidad$ el aparato cuente con

la fuerza necesaria para mover la au%a!

CLASIFICACION

Podemos clasificar los volt"metros por los principios en los que se basa su

funcionamiento!

V$t"#t$s ##'t$"#'2n&'$s


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Estos volt"metros$ en esencia$ est*n

constituidos por un alvanmetro cuya escala

:a sido raduada en voltios! Existen modelos

para corriente continua y para corriente alterna!

V$t"#t$s ##'t(n&'$s

Aaden un amplificador para proporcionar mayor impedanciade entrada 3del orden de los ;4 mea o:mios5 y mayor

sensibilidad! Alunos modelos ofrecen medida de Kverdadero

valor eficazK para corrientes alternas! 'os que no miden el

verdadero valor eficaz es porque miden el valor de pico a

pico$ y suponiendo que se trata de una seal

sinusoidal perfecta$ calculan el valor eficaz por

medio de la siuiente frmula+

V$t"#t$s #'t$&+#s

9e utilizan con seales de microondas! Adem*s del

mdulo de la tensin dan una indicacin de su fase! 9e

usa tanto por los especialistas y reparadores de

aparatos el(ctricos$ como por aficionados en el :oar

para diversos finesN la tecnolo"a actual :a permitido

poner en el mercado versiones econmicas y al mismo

tiempo precisas para el uso eneral! 9on dispositivos

presentes en cualquier casa de ventas dedicada a laelectrnica!

V$t"#t$s %&7&t+#s

Dan una indicacin num(rica de la tensin$ normalmente en una pantalla tipo

'6D! 9uelen tener prestaciones adicionales como memoria$ deteccin de valor

de pico$ verdadero valor eficaz 3_$ autorano y otras funcionalidades!


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El sistema de medida emplea t(cnicas de conversin

analicoOdiital 3que suele ser empleando un

interador de doble rampa5 para obtener el valor

num(rico mostrado en una pantalla num(rica

'6D!

El primer volt"metro diital fue inventado y

producido por AndreG ay de KonO'inear

9ystemsK 3y posteriormente fundador de aypro5 en

,H>B!


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o:mnios! =oma el cable para que aprendas a medir la continuidad del

cable$ con la resistencia aprender*s a medir lo contrario de continuidad$

es decirN resistencia el(ctrica$ si tomas la bater"a aprender*s a medir

volta%e directo!

T&)$s %# $""#t$

Existen dos clases de o:m"metroN el an*loo y el diital$ los o:m"metros

an*loos son m*s econmicos$ una de las diferencias m*s importantes entre

uno econmico y uno de mayor costo es la precisin de lectura!

3@5QU ES UN MULTITESTER DESCRBALO.

El Multmetro o Multitester es un conjuntode accesorios ue se com!ortan comoinstrumentos de m"lti!les !ro!#sitos$ %scomo los m&s comunes' ue tienen la!ro!iedad de medir intensidad decorriente' tensi#n' en se(al continua oalterna' ) adem&s medir resistenciael*ctrica$ Estas seran las condicionesmnimas ue se !odran e+i,ir a uninstrumento !ara de-nirlo comoMultitester$

.os multitester' so/re las unidades

/&sicas de medici#n' tam/i*n se le a,re,an otras funciones' como!ueden ser !or ejem!lo: medir continuidad en diodos' ti!o de!olaridad en transistores' continuidad con sonido' ni0el de ruido'tem!eratura' etc$

ero si 2a) al,o claro' es ue e+isten dos ti!os de Multmetros:3Multitester %n&lo,os4 ) los 3Multitester Di,itales4$ Dentro de estosdos ,ru!os se 0uel0en a clasi-car !or el ti!o de funcionamiento uedesarrollan en la acci#n de la medici#n$ ero este !unto loa/ordaremos un !oco m&s adelante' a2ora 0eremos las ,eneralidadesdel !roceso de la medici#n$

.os multitester cum!len' como cualuier instrumento de medici#n'con todas las eta!as anteriores$ ero se de/e a,re,ar una eta!aintermedia entre el sistema de entrada ) el sistema com!arador$ %*sta eta!a se le denomina eta!a de selecci#n o conmutaci#n ) seencar,a de canali5ar la se(al de entrada !or los !ar&metrosadecuados de medici#n ) ser e0aluados en distintas escalas deinter!retaci#n$


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En este dia,rama se e+!lica en forma ,eneralel funcionamiento de un multitester con0encional ue !uede serdi,ital o anal#,ico$

ANALOGO #IGITALTRABA$AN#O CON UN MULTITESTER

ara nuestros !ro)ectos se considera necesario a!render a utili5ar elmultitester' !or la 0ersatilidad ) 0ariedad de instrumentos uecom!romete !ara sus mediciones$

%ntes de medir ma,nitudes de/e tener en cuenta lo si,uiente:1$6 Sa/er ue ma,nitud se 0a a medir 7Tensi#n' corriente o !otencia8o ue !ar&metro 7Resistencia' continuidad' !olari5aci#n detransistores' etc$8

9$6 Sa/er u* ti!o de frecuencia tiene la ma,nitud 7Corriente

continua' alterna o mi+ta8

$6 Comience a medir !or la escala m&s alta de su selector 7ejem!lo:!ara medir 0oltaje se comien5a !or la escala de 1;;;0$ m&+$8


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?$6 Conecte el instrumento al circuito en funci#n de la ma,nitud o!ar&metro ue se medir&' !or ejem!lo:

3ara medir T%&'()& E*+,(,/el instrumento se enfrenta a uncircuito %&%(/) se de/e conectar en 5//*%* al circuito'com!onente' elemento o m&uina ue se re,istre en la

medici#n4$

3ara medir C(%&% E*+,(,/ el instrumento se enfrenta aun circuito %&%(/ ) se de/e conectar en '%(%al circuito'com!onente' elemento o m&uina ue se re,istre en lamedici#n4$

3ara medir R%'('%&,(/ E*+,(,/ el instrumento se de/eenfrentar a un circuito %'%&%(/) se de/e conectar en5//*%* al circuito' com!onente' elemento o m&uina ue se

re,istre en la medici#n$ Si en el circuito 2a) !resencia de,&%&'/%'' *stos de/en ser descar,ados' des!u*s de2a/er desener,i5ado el circuito$ En caso de acumuladores o/ateras' s#lo se de/en desconectar del circuito4$

=@5PUEDE UN VOLTMETRO Y AMPERMETRO PERTURBAR UNCIRCUITO E>PLIQUE.

Un +")#"#t$siempre se conecta en serie con una rama del circuito y midela corriente que pasa a trav(s de (l! 8n amper"metro ideal ser"a capaz de

efectuar la medicin sin cambiar o perturbar la corriente en la rama! 3Esta

medicin sin perturbaciones ser"a posible si el medidor pareciera como un

cortocircuito con respecto al flu%o de corriente5! 9in embaro$ los amper"metros

reales poseen siempre alo de resistencia interna y :acen que la corriente en

la rama cambie debido a la insercin del medidor!

En forma inversa$!n $t"#t$ se conecta en paralelo con los elementos quese miden! #ide la diferencia de potencial 3volta%e5 entre los puntos en los

cuales se conecta! Al iual que el amper"metro ideal$ el volt"metro ideal no

deber"a :acer cambiar la corriente y el volta%e en el circuito que se est*

midiendo Esta medicin ideal del volta%e slo se puede alcanzar si el volt"metro

no toma corriente aluna del circuito de prueba 3deber"a parecer como circuito

abierto entre los dos puntos a los cuales se conecta5! 9in embaro la mayor"a

de los volt"metros reales traba%an tomando una corriente pequea$ pero finita y

por lo mismo tambi(n perturban el circuito de prueba :asta cierto rado! #*s


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adelante se describir* la manitud de los errores de medicin oriinados por

tales aspectos no ideales de los medidores reales!

OBSERVACIONES Y SUGERENCIAS:

Antes de prender la fuente$ todos los niveles de ener"a deben estar en

cero!

9i quisiera que la fuente no oscile$ se debe poner un estabilizador!

=odo el material inutilizable en la prueba$ debe ser asilado!

Es importante saber en qu( rano del amper"metro traba%ar!

En el volt"metro siempre usar la escala m*s cercana a los valores que

utilizamos! En el volt"metro+ A6+ corriente alternaN D6+ corriente continua

CONCLUSIONES:

9e aprendi a utilizar el amper"metro$ el multitester$ la fuente de volta%e

con sus respectivas precauciones!

9e lor medir los volta%es$ resistencias e 2ntensidades de corriente en

los tres circuitos propuestos!

9e reconoce que los datos obtenidos en el laboratorio no son exactos$

pues la ener"a el(ctrica oscila$ no muc:o$ a esas :oras de la tarde!


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BIBLIOGRAFA:

@oldember Sos(N F"sica eneral y experimental /ol!;

:ttp+LLGGG!ecured!cuLindex!p:pL:m?6

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