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INFORME LABORATORIO N° 2
RECONOCIMIENTO DE MATERIALES Y MEDIDAS DE VOLTAJES
CUELLO BAQUERO JOSELIN
HERNANDEZ MANJARRES ANDREINA
JIMENEZ OPSINO STEFANY
NUÑEZ REALES ARNOL
VALVERDE ARMENTA ANDREA
DOCENTE:
JUAN PACHECO FERNANDEZ
UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLÓGIAS
ELECTROMAGNETISMO - GRUPO 11
VALLEDUPAR - CESAR
2015
Reconocimiento De Materiales Y Medidas De Voltajes
OBJETIVOS


Reconocer los equipos y materiales utilizados en la medición de magnitudes
eléctricas.
Realizar medidas de voltajes.
Reconocimiento De Materiales Y Medidas De Voltajes
MARCO TEORICO
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS
Se denominan instrumentos de mediciones eléctricas a todos los dispositivos que
se utilizan para medir las magnitudes eléctricas y asegurar así el buen
funcionamiento de las instalaciones y máquinas eléctricas. La mayoría son
aparatos portátiles de mano y se utilizan para el montaje; hay otros instrumentos
que son conversores de medida y otros métodos de ayuda a la medición, el
análisis y la revisión. La obtención de datos cobra cada vez más importancia en el
ámbito industrial, profesional y privado. Se demandan, sobre todo, instrumentos de
medida prácticos, que operen de un modo rápido y preciso y que ofrezcan
resultados durante la medición.
Existen muchos tipos de instrumentos diferentes siendo los más destacados los
amperímetros, voltímetros, óhmetros, multímetros y osciloscopios.
 Galvanómetro
Un galvanómetro es una herramienta que se usa para
detectar y medir la corriente eléctrica. 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. Este término se ha ampliado para incluir los
usos del mismo dispositivo en equipos de grabación,
posicionamiento y servomecanismos.
Es capaz de detectar la presencia de pequeñas
corrientes en un circuito cerrado, y puede ser adaptado,
mediante su calibración, para medir su magnitud. Su
principio de operación (bobina móvil e imán fijo) se conoce como mecanismo de
D'Arsonval, en honor al científico que lo desarrolló. Este consiste en una bobina
normalmente rectangular, por la cual circula la corriente que se quiere medir, esta
bobina está suspendida dentro del campo magnético asociado a un imán
permanente, según su eje vertical, de forma tal que el ángulo de giro de dicha
bobina es proporcional a la corriente que la atraviesa. La inmensa mayoría de los
instrumentos indicadores de aguja empleados en instrumentos analógicos, se
basan en el principio de operación explicado, utilizándose una bobina suspendida
Figura 1. Galvanómetro
análogo
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dentro del campo asociado a un imán permanente. Los métodos de suspensión
empleados varían, lo cual determina la sensibilidad del instrumento, así cuando la
suspensión se logra mediante una cinta metálica tensa, puede obtenerse deflexión
a plena escala con solo 2 μA, pero el instrumento resulta extremadamente frágil,
mientras que el sistema de "joyas y pivotes", semejante al empleado en relojería,
permite obtener un instrumento más robusto pero menos sensible que el anterior,
en los cuales, típicamente se obtiene deflexión a plena escala, con 50 μA.
 Amperímetro
Un amperímetro es un instrumento que se utiliza para
medir la intensidad de corriente que está circulando
por un circuito eléctrico. Un microamperímetro está
calibrado en millonésimas de amperio y un
miliamperímetro en milésimas de amperio.
En términos generales, el amperímetro es un
simple galvanómetro (instrumento
para
detectar
pequeñas cantidades de corriente), con una
resistencia en paralelo, llamada "resistencia shunt".
Disponiendo de una gama de resistencias shunt, se
puede disponer de un amperímetro con varios rangos
o intervalos de medición.
Figura 2. Amperímetro
análogo.
Los amperímetros tienen una resistencia interna muy pequeña, por debajo de
1 ohmio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir
cuando se conecta a un circuito eléctrico.
 Voltímetros
Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial o
voltaje entre dos puntos de un circuito eléctrico cerrado pero a la vez abierto en los
polos.
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Figura 3. Dos voltímetros digitales
Los voltímetros se clasifican por su funcionamiento mecánico, siendo en todos los
casos el mismo instrumento:

Voltímetros electromecánicos: en esencia, están constituidos por un
galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios. Existen modelos
que separan las corrientes continua y alterna de la señal, pudiendo medirlas
independientemente.



Voltímetros electrónicos: añaden un amplificador para proporcionar
mayor impedancia de entrada y mayor sensibilidad.
Voltímetros vectoriales: se utilizan con señales de microondas. Además del
módulo de la tensión dan una indicación de su fase.
Voltímetros digitales: dan una indicación numérica de la tensión,
normalmente en una pantalla tipo LCD. Suelen tener prestaciones
adicionales como memoria, detección de valor de pico, verdadero valor
eficaz (RMS), selección automática de rango y otras funcionalidades.
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 se
trata de efectuar la medida. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los
efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, están 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 la fuerza necesaria para el desplazamiento de la
aguja indicadora.
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
Óhmetro
Un óhmetro u ohmímetro es un instrumento para medir la resistencia eléctrica. El
diseño de un óhmetro se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje
a la resistencia bajo medida, para luego mediante un galvanómetro medir la
corriente que circula a través de la resistencia. La escala del galvanómetro está
calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicación de la ley de Ohm, al ser el
voltaje de la batería fija, la intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va
a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia
mayor intensidad de corriente y viceversa.
Figura 4. Óhmetro
Existen también otros tipos de óhmetros más exactos y sofisticados, en los que la
batería ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de intensidad
constante I, la cual se hace circular a través de la resistencia R bajo prueba. Un
óhmetro de precisión tiene cuatro terminales, denominados contactos Kelvin. Dos
terminales llevan la corriente constante desde el medidor a la resistencia, mientras
que los otros dos permiten la medida del voltaje directamente entre terminales de
la misma, con lo que la caída de tensión en los conductores que aplican dicha
corriente constante a la resistencia bajo prueba no afecta a la exactitud de la
medida.
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El osciloscopio presenta los valores de las señales eléctricas en forma de
coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal)
representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así
obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z"
que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos
segmentos de la traza. El funcionamiento del osciloscopio está basado en la
posibilidad de desviar un haz de electrones por medio de la creación de campos
eléctricos y magnéticos. Las dimensiones de la pantalla del TRC están
actualmente normalizadas en la mayoría de instrumentos, a 10 cm en el eje
horizontal (X) por 8 cm en el eje vertical (Y)
 Multimetro
(a)
(b)
Figura 5. (a) Multimetro análogo y digital (b) Medición con el multimetro
Un multimetro, también denominado polímetro, o tester, es un instrumento
eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas
como corrientes potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades
y otras.
Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios
márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han
introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).
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Es un aparato muy versátil, que se basa en la utilización de un instrumento de
medida, un galvanómetro muy sensible que se emplea para todas las
determinaciones. Para poder medir cada una de las magnitudes eléctricas,
el galvanómetro se debe completar con un determinado circuito eléctrico que
dependerá
también
de
dos
características
del galvanómetro:
la resistencia interna (Ri) y la inversa de la sensibilidad. Esta última es
la intensidad que, aplicada directamente a los bornes del galvanómetro, hace que
la aguja llegue al fondo de escala.
Además del galvanómetro, el polímetro consta de los siguientes elementos: La
escala múltiple por la que se desplaza una sola aguja, permite leer los valores de
las diferentes magnitudes en los distintos márgenes de medida.
Un conmutador permite cambiar la función del polímetro para que actúe como
medidor en todas sus versiones y márgenes de medida. La misión del conmutador
es seleccionar en cada caso el circuito interno que hay que asociar al instrumento
de medida para realizar cada medición. Dos o más bornas eléctricas permiten
conectar el polímetro a los circuitos o componentes exteriores cuyos valores se
pretenden medir. Las bornas de acceso suelen tener colores para facilitar que las
conexiones exteriores se realicen de forma correcta.
Cuando se mide en corriente continua, suele ser de color rojo la de
mayor potencial (o potencial +) y de color negro la de menor potencial (o potencial
-). La parte izquierda de la figura (Esquema 1) es la utilizada para medir en
corriente continua y se puede observar dicha polaridad. La parte derecha de la
figura es la utilizada para medir en corriente alterna, cuya diferencia básica es que
contiene un puente de diodos para rectificar la corriente y poder finalmente medir
con el galvanómetro.
El polímetro está dotado de una pila interna para poder medir
las magnitudes pasivas. También posee un ajuste de cero, necesario para la
medida de resistencias.
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MEDICIÓN DE VOLTAJE
El voltaje es la diferencia del potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito
eléctrico o electrónico, expresado en voltios. Mide la energía potencial de un
campo eléctrico para causar una corriente eléctrica en un conductor eléctrico.
La mayoría de los dispositivos de medición pueden medir o leer voltaje. Dos
mediciones de voltaje comunes, son la corriente directa (CD) y la corriente alterna
(CA).
Aunque las mediciones de voltaje son las más sencillas de los diferentes tipos de
mediciones analógicas, presentan retos únicos debido a las consideraciones que
deben hacerse por el ruido.
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PROCEDIMIENTO
 En las fuentes amarillas del laboratorio identifique el tipo de voltaje de cada
sección (continuo o alterno), descríbalas y compare las diferentes escalas.
Tomamos como referencia, que el orden de las secciones va de derecha a
izquierda.
 PRIMERA SECCION: Contiene una escala de Voltaje Directo que va
desde 0- 30V y un Amperímetro de 0 – 1.5ª.
 SEGUNDA SECCION: Contiene una escala de Voltaje Directo que va
desde 0 – 300V y un Amperímetro de 0 – 1.5A.
 TERCERA SECCION: Contiene 2 escalas de Voltaje Directo una
escala fija y la otra variable. La escala fija es de 110V y 10mA y la
escala variable que va desde 0 – 300V y un Amperímetro de 0 –
150mA.
 CUARTA SECCION: Contiene dos escalas de Voltaje Alterno, una fija
que es de 6.3V y 2A y una variable que posee dos salidas una va de 0
– 25V y 2A y otra que va de 0 – 250V y 0.8A, donde sus escalas están
dadas en porcentajes.
Identificamos en el laboratorio que las fuentes de voltaje alterna, son aquellas
que están compuestas por dos tomas rojos es decir que ambos polos son
positivos, además presentan el voltaje en porcentaje y tienen menor capacidad
que las fuentes de voltaje continuo. Por otro lado las fuentes de voltaje
continuo pueden medir diferentes cantidades de voltaje estas se componen
por un toma rojo que es el positivo y un toma negro que es el negativo.
 Verifica el estado de cada sección
SECCION 1
Funciona
FUENTE AMARILLA LORENZO DL 1003
SECCION 2
SECCION 3
Funciona
Dañada
SECCION 4
Funciona
 Utilizando el multimetro como voltímetro escoge el rango adecuado para
realizar varias mediciones y compara si el valor por el instrumento coincide con
el valor que suministre la fuente realiza una tabla de datos donde consignes
ambos clases de valores.
Reconocimiento De Materiales Y Medidas De Voltajes
Se hizo un reconocimiento general de todos los componentes que conforman
la fuente amarilla DL 1003 de Lorenzo, donde se pudo observar que esta
contaba con 4 SECCIONES, las cuales cuentan con un tipo diferente de voltaje
cada una (Continua o Alterna), de la siguiente manera:




SECCION 1: Voltaje Continuo.
SECCION 2: Voltaje Continuo.
SECCION 3: Voltaje Continuo.
SECCION 4: Voltaje Alterno.
Figura 6. Fuente Amarilla DL 1003 de Lorenzo.
Seguidamente con el multimetro en la
función de voltímetro tomamos medidas en
las diferentes secciones de la fuente
amarilla, con el fin de saber en qué estado
se encontraban cada una de estas.
De este paso se obtuvieron los siguientes resultados:
SECCION 1 (25 V)
Fuente
5V
10 V
15 V
20 V
25 V
Voltímetro
4,5 V
9,7 V
15,0 V
21,2 V
26,9 V
Descalibrada
FUENTE AMARILLA LORENZO DL 1003
SECCION 3 (110 V)
SECCION 2
Fuente
5V
10 V
15 V
20 V
25 V
Voltímetro
5,2 V
9,7 V
15 V
20,9 V
26,3 V
Descalibrada
Fuente
Voltímetro
NO SIRVE
SECCION 4 (250 V)
Fuente
29 % = 72, 5 V
40 % = 100 V
10 % = 25 V
60 % = 150 V
80 % = 200 V
Dañada
Reconocimiento De Materiales Y Medidas De Voltajes
Voltímetro
92 V
129 V
36 V
189 V
255 V
Descalibrada
CALCULOS SECCION 4
FUENTE
250 V
MULTIMETRO
29 %
250 * 0.29 = 72,5 V
92 V
40 %
250 * 0.40 = 100 V
129 V
10 %
250 * 0.1 = 25 V
36 V
60 %
250 * 0.6 = 150 V
189 V
80 %
250 * 0.8 = 200 V
255 V
Figura 7. Mediciones
 Analice y coloque la perilla de la fuente en una posición que suministre
aproximadamente 50V. Verifique con el multimetro si efectivamente hay
aproximadamente los 50 V que supuestamente está suministrando la fuente
(no se olvide de la escala) ¿Cuál es la lectura en el multimetro? ¿Es
aproximadamente 50 V?, ¿Está totalmente lejos? Explique, y si es el caso
intente nuevamente. ¿Qué información suministra la perilla?
Después de analizar hasta el momento lo que se ha realizado, Según tu fuente,
¿qué valor de voltaje se debe entonces registrar con la posición de la perilla en
20? ¿Explica la forma como hiciste el cálculo para conocer el resultado
anterior? Verifica el resultado con el multimetro, verifica si es correcto el rango
de valores de la fuente, si no es correcto determina el nuevo rango. Con el
nuevo rango qué valor de voltaje debe registrarse cuando la perilla está en las
siguientes posiciones:
a. Para la fuente de 0 ÷ 25:
b. Para la fuente de 0 ÷ 250:
* 15
* 40
* 25.
* 75.
 Cuando se coloco la perilla en los 50 V (20% en la Sección 4, esta
actividad se hizo en la sección 4 de corriente alterna, porque la sección
destinada para este paso, estaba dañada) el voltímetro arrojo una lectura
de 65,6 V, observamos que las lecturas de la fuente y el voltímetro
difieren en gran medida, la razón para que esto suceda es que esta
sección de la fuente amarilla esta descalibrada, pero para estar
complemente seguros se hizo nuevamente la lectura donde se obtuvo el
mismo resultado erróneo.
 Se tomo otra lectura con 20 V de referencia (8% en la Sección 4), y el
resultado de la lectura fue de 28,0 V, lo que nos demostró que la fuente
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en esta sección estaba completamente descalibrada, por lo que siempre
dará resultados erróneos para las diferentes mediciones de voltajes.
 Esta actividad para el rango de 0 – 25 V, no se pudo realizar porque la
sección de la fuente, en donde se debía realizar estaba dañada.
 Estos fueron los resultados obtenidos para la siguiente actividad:
FUENTE
40 %
75 %
0 - 250 V
250 * 0.40 = 100 V
250 * 0.75 = 187.5 V
MULTIMETRO
126,1 V
238 V
Teóricamente el rango que debe tomar el multimetro para el rango de 40
seria 100v y el de 75 seria 187,5 v pero al realizarlo nos dimos cuentas
que para el rango de 40 se obtuvo en el multimetro un voltaje de 126,1 V
y para el rango de 75 se obtuvo un voltaje de 238 V.
Lo que demuestra que la fuente se encuentra descalibrada y se hace
imposible obtener el valor requerido.
 Medir con el voltímetro la diferencia de potencial suministrada por los tomas de
corriente del salón. ¿Qué tipo de voltaje es?
Una vez esclarecidos todos los conceptos necesarios
para la adecuada manipulación del multimetro en sus
diferentes funciones, se procedió a la toma de diferentes
medidas en los tomacorrientes ubicados en el
laboratorio, con el fin de identificar el tipo de voltaje que
estos poseen (Continua o Alterna), dando como
resultado los siguientes datos:
MEDIDAS DE VOLTAJES EN LOS TOMACORRIENTES
TOMA 1
TOMA 2
TOMA 3
TOMA 4
TOMA 5
133,4 Voltios
133,8 Voltios
132,8 Voltios
131,8 Voltios
133,9 Voltios
Nota: Detectamos que todos los tomacorrientes tenían voltaje Alterno.
El tipo de voltaje es en corriente alterna porque tiene alternadores y esta corriente
no presenta polaridad.
 Verifica si la fuente fija voltaje alternos, de las fuentes amarillas, suministra lo
que la lectura especifica.
La única que se pudo verificar fue la de 250 y no suministra lo especificado las
demás no funcionaron.
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ANALISIS
Dados los materiales necesarios para la práctica de manejo del multímetro en
función de voltímetro se realizaron mediciones de voltaje en dos tipos de corriente;
tanto alterna como continua. Al hacer las mediciones en los tomacorriente, nos
dimos cuenta que la corriente que estos poseen es alterna.
Al ejecutar el procedimiento en la fuente amarilla, se observó que este tenía 4
secciones y que 3 de ellas eran corriente continua y la otra era alterna. En la
mayoría de secciones, se notó que la escala de mediciones era incorrecta ya que
no se presenciaba el resultado deseado, lo que nos da a entender que el equipo
se encontraba en mal estado, ya sea descompuesto o descalabrado. Cabe
resaltar también que no se pudieron hacer algunas actividades debido a que había
varias secciones descalibradas y una sección dañada
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CONCLUSIONES
En el laboratorio se pudo observar que el voltaje suministrado en las fuentes
amarillas no era el mismo que el dato arrojado por el multímetro o tester, por lo
que se concluye que estas fuentes amarillas se encuentran descalibradas.
También se logró tener más claridad sobre los temas de corriente continua,
corriente alterna y para que son utilizados estos instrumentos.
Se logro identificar con claridad las escalas en la que se debe trabajar el
multimetro para tener una lectura correcta y evitar accidentes en la desarrollo del
laboratorio, de igual manera identificar para cuando se debe tener en cuenta la
polaridad al momento de tomar la medidas con el multimetro
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REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
 http://www.ni.com/tutorial/7113/es/
 http://es.wikipedia.org/wiki/Mediciones_el%C3%A9ctricas#Instrumentos_de_m
edida
 http://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro
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