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LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Nº2
RECONOCIMIENTO DEL MULTÍMETRO Y MEDIDAS DE VOLTAJE
ZULETA NUÑEZ JAIRO CAMILO (GRUPO 04)
POLO HERNANDEZ LIVINSTONG DE JESUS (GRUPO 06)
TRILLOS RANGEL WILBER ADRIAN (GRUPO 06)
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGIAS
UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR
ELECTROMAGNETISMO
VALLEDUPAR
2016-2
INTRODUCCION
En el presente laboratorio estudiaremos las medidas de voltaje, su uso ya sea con
corriente continua o alterna, y a utilizar el multímetro en modo voltímetro como
herramienta de medición de voltio, además utilizaremos el multímetro para medir fuentes
y tomacorrientes
El voltio es una diferencia de potencial existente entre dos puntos tales que hay que
realizar trabajo de 1 Julio para trasladar del uno al otro la carga de 1 Culomb.
Lleva este nombre en honor a Alessandro Volta quien invento la primera batería química
OBJETIVO GENERAL
Reconocer el multímetro y medir los diferentes voltajes con los instrumentos brindados en
el laboratorio, también comparar las medidas arrojadas por el multímetro con las medidas
que supone deben de ser.
MARCO TEORICO
Los instrumentos a utilizar son los siguientes



Voltímetro
Amperímetro
Óhmetro
El voltímetro.
El voltímetro es un aparato que mide la diferencia de potencial o voltaje entre dos puntos.
La unidad de medida es el Voltio (V). La diferencia de potencial (ddp) puede ser medida
en CC o AC, según la fuente de alimentación utilizada. Existen varios tipos de voltímetros
según su funcionamiento, como: los voltímetros electromecánicos, voltímetros digitales,
osciloscopios y potenciómetros. Del mismo modo, también pueden ser analógicos o
digitales.
La diferencia de potencial se ve afectada por la presencia del voltímetro. Para que este no
influya en la medida, debe de desviar la mínima intensidad posible, por lo que la
resistencia interna del aparato debe de ser grande, ya que de esta forma la intensidad que
circula por el voltímetro se considera despreciable. En la actualidad existen dispositivos
digitales que realizan la función del voltímetro presentando unas características de
aislamiento bastante elevadas empleando complejos circuitos que cumplan esa función.
Como precaución, inicialmente se debe verificar el tipo de señal suministrada por la fuente
de alimentación y constatar que el selector de escala se encuentre en la posición
adecuada, AC o CC. Posteriormente se debe estimar por medio analítico el valor del
voltaje a medir, y con ello seleccionar el rango de escala adecuado. Si no es posible
estimar esta magnitud, se debe seleccionar la escala de mayor rango posible y luego de
obtener una medición, adecuar el rango de escala hasta conseguir el valor más preciso.
-Conexión del voltímetro.
Para efectuar correctamente esta medida, el voltímetro se coloca en paralelo entre los
puntos cuya diferencia de potencial se desea medir (Figura 1). Para el caso de corriente
continua, se debe tener en cuenta la polaridad para la conexión del instrumento. Para ello,
los cables del mismo se hallan diferenciados por su color siendo, por convención, el color
rojo para la polaridad positiva y el color negro para la polaridad negativa.
Para el caso de instrumentos analógicos, al invertir la polaridad se observará que la aguja
deflexionará en sentido contrario (de derecha a izquierda), lo que puede causar deterioro
del mecanismo de medición del instrumento. Para instrumentos digitales, al invertir la
polaridad se observará en el display el valor de la medición con un signo negativo.
Figura 1: Conexión del Voltímetro en un circuito.
El amperímetro.
Un amperímetro es un instrumento para medir la intensidad de corriente eléctrica que
fluye sobre una rama de un circuito eléctrico, tanto en corriente continua (CC), como en
corriente alterna (AC). La unidad de medida es el Ampere (A). En términos generales, el
amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades
de corriente), con una resistencia en paralelo, llamada "resistencia shunt".
Un tipo especial de amperímetro es la pinza amperimétrica, la cual que permite obviar el
inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la corriente.
La intensidad de corriente se ve afectada por el amperímetro. Entonces, para evitar una
alteración significativa de la corriente que se va a medir, el instrumento debe tener una
resistencia muy baja, ya que al ser muy pequeña permitirá un mayor paso de electrones
para su correcta medida.
Del mismo modo, como precaución, se debe verificar el tipo de señal suministrada por la
fuente y se debe estimar el valor de la corriente a medir para seleccionar el rango de
escala adecuado.
-Conexión del amperímetro.
Para obtener esta medida, el instrumento se debe colocar en serie con la rama a medir
para que de esta forma sea atravesado por dicha corriente (Figura 2). Para el caso de
corriente continua, también se debe tener en cuenta la polaridad para la conexión del
instrumento.
Figura 2: Conexión del Amperímetro en un circuito.
* El óhmetro.
Un óhmetro, Ohmnímetro, u Ohmniómetro es un instrumento diseñado para medir la
resistencia eléctrica. La unidad de medida es el Ohm (Ω). Este instrumento no posee
polaridad.
Debido a que la resistencia es la diferencia de potencial que existe en un conductor
dividida por la intensidad de la corriente que pasa por el mismo, un ohmímetro tiene que
medir dos parámetros, y para ello debe tener su propio generador para producir la
corriente eléctrica. 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.
-Conexión del óhmetro.
Para logar esta medida, el óhmetro se debe conectar en paralelo con el elemento
resistivo a medir (Figura 3). El elemento resistivo no debe estar conectado al circuito, ya
que de lo contrario se puede incurrir en error en la medición o se puede deteriorar el
instrumento.
Figura 3: Conexión del óhmetro en un circuito.
CORRIENTE ELÉCTRICA.
La corriente eléctrica se define como un flujo de electrones. En un circuito los electrones
circulan desde el polo negativo al polo positivo, este es el sentido de la corriente, la que
recibe el nombre de corriente real. Pero los técnicos usan una corriente convencional,
donde el sentido del movimiento es el contrario de la corriente real, es decir, el sentido es
del polo positivo al polo negativo.
TIPOS DE CORRIENTE.
Existen dos tipos de corriente: la corriente alterna y la corriente continua.
Corriente continua (CC).
Es aquella en la cual las cargas se mueven en una sola dirección y se caracteriza por
poseer una polaridad definida. Las pilas y baterías producen este tipo de corriente.
Corriente alterna (AC).
Es aquella en la cual las cargas fluyen en una dirección y luego en dirección opuesta. Por
esta razón la corriente alterna no posee polaridad, ya que esta cambia de forma cíclica en
el circuito. Las veces, ciclos o frecuencia en que cambia por segundo se mide en Hertz
(Hz); siendo esta frecuencia 60Hz.
VOLTAJE.
La tensión eléctrica o diferencia de potencial es una magnitud física que cuantifica la
diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el
trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada
para moverla entre dos posiciones determinadas. La unidad de medida es el voltio (V).
Del mismo modo que se necesita una presión para que circule agua por una tubería, se
necesita tensión (fuerza) para que circule la corriente eléctrica por un conductor.
TIPOS DE VOLTAJE.
Existen dos tipos de voltaje: voltaje de corriente continua y voltaje de corriente alterna.
Voltaje de corriente continua.
Es la tensión eléctrica que siempre se mantiene constante en función del tiempo, es decir,
que no varía con el tiempo y siempre mantendrá un valor fijo. Por tanto, se puede decir
que el voltaje de corriente continua es lineal. Además, se caracteriza porque hay una
polaridad definida. Este tipo de voltaje es el que es generado por las pilas alcalinas, o las
fuentes hechas basadas en diodos rectificadores que producen un voltaje DC.
Regularmente estos voltajes se generan a partir de un proceso de rectificación de señales
alternas.
Figura 4: Gráfica de voltaje de corriente continua (VCC).
Voltaje de corriente alterna.
El voltaje de corriente alterna es el que varía en forma de onda senosoidal de positivo a
negativo y de negativo a positivo muchas veces por segundo (60 Hertz en Colombia). Por
tanto, su característica fundamental es la ausencia de una polaridad definida. Esta tensión
es comúnmente utilizada por las electrificadoras para que al viajar la electricidad a través
de las líneas se pierda menos electrones en comparación con la tensión CC.
Figura 5: Gráfica de tensión de corriente alterna (VCA).
MEDICIÓN DEL VOLTAJE.
Inicialmente, se debe verificar el cumplimiento de las precauciones anteriormente
descritas, es decir, constatar el tipo de señal de la fuente, la polaridad (Para el caso de
CC) y la escala adecuada. Luego se conecta el multímetro en paralelo a los extremos del
componente y se obtiene la lectura en la pantalla.
Por ejemplo, si tenemos que medir una batería común de 9V, debemos elegir una escala
que sea mayor y que esté lo más cercana posible a este valor, por lo tanto la perrilla del
multímetro se debe posicionar en la zona DCV en el valor 20V.
Cuanto más cerca se seleccione la escala respecto al valor a medir, más precisa será la
medición.
MULTÍMETRO DIGITAL UT33C.
En el desarrollo de esta práctica, se utilizó el multímetro digital UT33C. Este instrumento
puede medir diversas variables eléctricas como voltaje, corriente, resistencia eléctrica,
temperatura y continuidad. Sus características son:
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

Display 3 1/2 dígitos.
Prueba de diodos.
Incluye sensor de temperatura y holster.
Buzzer de continuidad.
Retención de lectura (HOLD).
Backlight.
Alimentación: 1 batería de 9V.
Además, sus capacidades son las siguientes:
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Vcc: 0-200 / 2000mV /20 / 200 / 500Vcc
Vca: 0-200 / 500Vca
Corriente: 0-2000uA / 20 / 200mA / 10A
Resistencia: 0-200 / 2000Ohm / 20 / 200KOhm/ 20MOhms
Temperatura: -40ºC a 1000ºC.
Figura 6: Multímetro digital UT33C
MATERIALES Y EQUIPO
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•
Multímetro
Fuentes de laboratorio
Tomas de corriente de salón
PROCEDIMIENTO
1. En las fuentes amarillas del laboratorio identifique el tipo de voltaje de cada sección
(continuo o alterno), descríbalas y compare las diferentes escalas.
Al observar las fuentes amarillas, nos dimos cuenta de que estaba conformada por cuatro
secciones y que cada sección tiene un tipo de voltaje, y estos son:
2. Verifica el estado de cada sección:
Para verificar el estado de cada sección utilizamos el voltímetro, con el fin de observar si
cada sección esta calibrada.
SECCION 1: 0-30V-CONTINUA-FUNCIONA
SECCION 2: 0-30V-CONTINUA-NO FUNCIONA
SECCION 3: 0-300V-CONTINUA-FUNCIONA
SECCION 4: ALTERNA EXTREMA-FUNCIONA 315V
3. Utilizando el multímetro con voltímetro, escoge el rango adecuado para realizar varias
mediciones y comparar si el valor dado por el instrumento coincide con el valor que
suministra la fuente. Realiza una tabla de datos donde consigues ambas clases de
valores.
Utilizamos el multímetro con voltímetro y medimos cada sección con el fin de verificar si
están
totalmente
calibradas.
Sección 1
VF
VM – 30V
5V
5.9V
10V
10.7V
15V
15.6V
20V
21.1V
25V
26.1V
Ligeramente descalibrada
Sección 2
No funciona
Sección 3
VF
50V
100V
150V
200V
250V
VM-300V
34.4V
64.1V
111.2V
173.7V
215V
Descalibrada
4. Analice y coloque la perilla de la fuente en una posición que suministre
aproximadamente 50v. Verifique con el multímetro si efectivamente hay aproximadamente
los 50v que supuestamente está suministrando la fuente. ¿Cuál es la lectura del
multímetro? ¿Es aproximadamente 50v? ¿Está totalmente lejos?
Respuesta: Al colocar la perilla en los 50 v, el voltímetro (con una escala de 500v) arrojo
una lectura de 35 V. esta lectura está muy lejos de los 50v, ya que la fuente amarilla esta
descalibrada. Al intentar nuevamente la lectura arrojo los mismos resultados.
- 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?
Respuesta: Teniendo en cuenta el resultado obtenido anteriormente, si colocamos la
perilla en 20 se obtendrá un resultado mucho menor, ya que la fuente amarilla esta
descalibrada. Para conocer el resultado utilizamos una regla de tres.
Al verificar el resultado con el voltímetro, este arrojo 18vCon el nuevo rango que valor de voltaje debe registrarse cuando la perilla este en las
siguientes posiciones.
•
Para la fuente de 0 ÷ 25:
*15
*25
Al desarrollar el procedimiento requerido del valor del voltaje observamos que no se podía
realizar dicho procedimiento debido a que la fuente no estaba en funcionamiento.
•
Para la fuente 0÷ 250:
•
Teóricamente
*40
*75
Multímetro
40=250*0,40= 100V
127,0V
75=250*0,75= 187,5V
237,0V
La fuente se encuentra descalibrada por lo tanto no se obtuvo el valor requerido.
5. ¿Medir con el voltímetro la diferencia de potencial suministrada por los tomas de
corriente del salón, que tipo de voltaje es? Explica.
Respuesta:
La corriente del salón es de voltaje alterno, ya que la toma de corriente tiene su polaridad
definida y las medidas tomadas en todo el salón dieron el mismo resultado 12.92V, ese es
el voltaje que nos suministra nuestra empresa de electricidad.
6 Verificar si la fuente fija de voltaje alterno de las fuentes amarillas, suministra lo
que la lectura especifica.
Respuesta: La fuente fija de voltaje de las fuentes amarillas no sirve porque solo
da 1V.
ANÁLISIS Y RESULTADOS
Con ayuda del multímetro llegamos a medir dos tipos de voltajes uno alterno y otro
directo; a través de una fuente que nos suministró ambos voltajes y en escalas diferentes.
Cuando probamos las fuente amarilla se dio que estas estaban desequilibradas o no
servían se puede decir que pudo ser por el mal tipo de uso que se le da a estas, o
también por no usarlas y llegan a deteriorarse.
Se selecciona, en el multímetro que estemos utilizando, la unidad (voltios) y mini voltios,
Como se va a realizar una medición en corriente alterna y un voltaje directo, acordarse
que en corriente alterna, la corriente fluye alternadamente en ambos sentidos.
De los anteriores resultados podemos decir que el voltaje directo no varía es constante,
un ejemplo preciso son las baterías que tienen polaridad definida positivas o negativas y
el voltaje es constante y si se invierte la polaridad no funcionarían. En cambio podemos
decir que el voltaje alterno varía con respecto a su intensidad tan rápido que no percibe la
variación del multímetro.
CONCLUSION
Tras realizar los distintos procedimientos del laboratorio llegamos a la conclusiones de
que:


Los resultados arrojados por el multímetro no son en su totalidad exactos puesto
que en momentos daban resultados oscilatorios, cabe resaltar que las oscilaciones
son valores cercanos.
A pesar de que no son exactos los resultados del multímetro son más exactos que
los valores de las fuentes y de los tomacorrientes, debido a que ellos muestran un
valor pero la realidad es que los valores cambian consideralemente.