Practica 9 Metrologia - Apuntes 9 PDF

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE SONORA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA PRACTICA 9. Medicion de corriente y voltaje directo con instrumentos analogico y digital Maria Lourdes Silva Garcia Metrologia Javier Jacobo Pena Jueves 22 de Noviembre 2018 1. Resumen En el siguiente reporte se describira el desar...

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE SONORA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA

PRACTICA 9. Medicion de corriente y voltaje directo con instrumentos analogico y digital Maria Lourdes Silva Garcia

Metrologia Javier Jacobo Pena

Jueves 22 de Noviembre 2018

1. Resumen En el siguiente reporte se describira el desarrollo de la practica realizada el martes 20 de noviembre del presente anho, en que se realizaron mediciones de voltaje y corriente con instrumentos analogico y digital en circuitos de corriente directa 2. Introduccion En la siguiente practica se llevaran a cabo distintas mediciones en circuitos en serie/paralelo/mixtos de corriente y voltaje de una fuente de corriente directa. Se implementaran los conceptos de corriente y voltaje en un ambito practico, ademas de medir en diferentes situaciones, ya que es diferente medir en un circuito en serie que en uno en paralelo. 3. Antedecedentes teoricos El multímetro es un instrumento que nos permite medir, en su forma más elemental, los siguientes parámetros en un circuito eléctrico: Resistencia, Voltaje de AC y de CD, Corriente de AC y de CD. Actualmente existen multímetros que tienen la capacidad de hacer algunas otras pruebas como: medición de temperatura, medición de frecuencia, prueba de continuidad, prueba de diodos, medición de beta de transistores bipolares, medición de capacitancia, medición de ancho de pulso entre otras. En este caso se realizarán mediciones solo de resistencia. Medición de Resistencias El multímetro es un instrumento que nos permite medir, en su forma más elemental, los siguientes parámetros en un circuito eléctrico: Resistencia, Voltaje de AC y de CD, Corriente de AC y de CD. Actualmente existen multímetros que tienen la capacidad de hacer algunas otras pruebas como: medición de temperatura, medición de frecuencia, prueba de continuidad, prueba de diodos, medición de beta de transistores bipolares, medición de capacitancia, medición de ancho de pulso entre otras. En este caso se realizarán mediciones solo de resistencia. Medición de Voltaje El Voltaje es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. La polaridad de el voltaje de CA (corriente alterna) varia con el tiempo, mientras que la polaridad de CD (corriente directa) es constante con el tiempo. Al medir voltaje, el medidor actúa aproximadamente como una impedancia de 10 M  (10.000.000 ) en paralelo con el circuito. Este efecto de carga puede causar errores de medición en circuitos de alta impedancia. En la mayoría de los casos, el error es despreciable (0,1 % o menos) si la impedancia del circuito es de 10K (10.000 ) o menos. Medición de voltaje CD Configure el medidor para medir voltaje CD tal como se muestra en la figura, es decir, en paralelo con el elemento a medir. Todas las funciones o modos de los botones pulsadores están disponibles para la lectura estándar de voltaje CD.

Figura 2. Forma de medir voltaje en CD. Medición de corriente Precaución.- Para evitar la posibilidad de daños al medidor o al equipo sometido a prueba, verifique los fusibles del medidor antes de medir la corriente. Utilice las terminales, la función y el rango apropiados para las mediciones. No coloque nunca las sondas a través de (en paralelo con) cualquier circuito o componente cuando los conductores estén enchufados en las terminales de corriente. La corriente es el flujo de electrones a través de un conductor. Para medir corriente, debe abrir el circuito sometido a prueba y luego colocar el medidor en serie con el circuito. Para medir la corriente alterna o continua, proceda como sigue: 1. Desconecte el suministro eléctrico al circuito. Descargue todos los condensadores de alta tensión. 2. Inserte el conductor de prueba negro en la terminal COM. Inserte el conductor de prueba rojo en la terminal de entrada apropiado para el rango de medición. Nota Para evitar fundir el fisible de 440mA de medidor, utilice la terminal mA/ A solamente si está seguro que la corriente es mayor que 400mA. 3. Si está utilizando la terminal A, situé el selector giratorio en mA/A. Si está utilizando la terminal mA/uA situe el selector giratorio en uA para valores de corriente menores de 5000uA (5mA) o en mA/A para valores de corriente superiores a 5000uA. 4. Abra el circuito que desea probar. Toque la sonda roja al lado más positivo de la interrupción; toque la sonda negra al lado más negativo de la interrupción. La inversión de los conductores producirá una lectura negativa, pero no causara daños al medidor. 5. Conecte el suministro eléctrico al circuito y luego lea la pantalla. El colocar sondas a través de (en paralelo con) un circuito alimentado eléctricamente, con un conductor enchufado en la terminal de corriente, puede causar daños al circuito que se está probando y fundir el fusible del medidor. Esto puede suceder porque la resistencia a través de las terminales de corriente del medidor es muy baja, de modo que el medidor actúe como corto circuito. Medición de corriente directa Para medir corriente continua, configure el medidor tal como se muestra en la figura 4.

Figura 4 Medición de corriente. 4. Desarrollo experimental 4.1 Material utilizado ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔

1 Fuente de CD 0-12 VCD, 0.5 A 1 Voltímetro CD 0-150 VCD 1 Miliamperímetro CD 0-1 ACD 1 Multímetro digital 1 Resistencia de 1 KΩ 0.5 Watts 2 Resistencia de 1.2 KΩ 0.5 Watts 1 Resistencia de 1.5 KΩ 0.5 Watts 2 Resistencia de 1.8 KΩ 0.5 Watts 1 Resistencia de 2.2 KΩ 0.5 Watts 1 Protoboard

4.2 Desarrollo a) Se armo el circuito con la ayuda de la figura, se ajusto el voltaje de corriente directa a 6V, se midio el voltaje y amperaje con el voltimetro/amperimetro digital y analogico respectivamente. Se registraron los resultados en la tabla 1. La primera parte de la práctica consistió en conectar la resistencia de 1kΩ a la fuente de poder, suministrando una tensión de 6V, una vez realizado las conexiones se utilizaron los dispositivos analógicos, como digitales para realizar las mediciones de voltaje y corriente que consumía la resistencia. Además de que se realizaron los cálculos para saber cuál eran los valores teóricos y compararlos con el obtenido en las mediciones. b) Invertir las terminales del voltimetro y amperimetro utilizando el analogico y el digital. Observar que sucede con los datos.

d) Realizar el circuito con la ayuda de la figura 2.

Como se puede ver el sitio donde se encontraba el miliamperímetro cambió, ahora encontrándose en serie al multímetro, por lo que la corriente que estaba midiendo era la que consumía el voltímetro. Los valores obtenidos se muestran en la tabla 2. e) Como se puede ver a comparacion del primer diagrama realizado las posiciones de la resistencia y el miliamperimetro se intercambiaron, por lo que la realizar las mediciones de este diagrama, la corriente medida si era la consumida por la resitencia, mientras que el voltaje que se estaba midiendo era el consumido por el amperimetro.

f) Como se puede ver este diagrama es del tipo mixto (serie-paralelo), las conexiones descritas serian la R2 y R4 (1.2kΩ y 1.8kΩ) se ecuentran conecatados en serie, y a estos dos se encuentran en paralelo con la R3 (1.5kΩ) y esta se encuentra en serie con la R1 y R5 (1kΩ y 2.2kΩ). Los 12 V son repartidos a la R1 (1kΩ) y regresan por la R5 (2.2kΩ). Lo que se hizo en esta parte fue medir tanto corriente como voltaje consumida por cada resistencia, utilizando los dispositivos analogicos y luego comparandolos con el digital. Las conexiones fisicas del circuito anterior son los siguientes.

5. Analisis de resultado Los resultados medidos fueron aproximaciones en algunos casos, esto se puede deber a varios factores, los cuales pueden ser las pérdidas o caidas de tension por las uniones, las cuales en algunos casos fueron con cables terminal tipo u lo cual hacia dificulto hacer los entorches de union (nodos), siendo esta una posible causa de pérdidas. Este factor tambien podria ser la causa de tener variaciones al repetir la medicion de corriente, con el mismo tipo de medidor. Ademas que en teoria el amperimetro y voltimetro ideal no deberia de consumir tension o corriente, ya que esto puede crear alteraciones al realizar las distintas mediciones, pero una vez que se realizo la parte 2 y parte 3 se observo que toma una pequeña porcion de voltaje y corriente, por lo que los valores medidos no son 100% exactos, ademas de que puede haber otros factores, que pueden hacer variar los resultados, como lo conductores (cables) dañados o que no esten haciendo el contacto adecuado. 6. Conclusiones Con esta práctica se pudo observar que al momento de utilizar dispositivos de medicion consumen poca corriente o voltaje dependiendo de lo que se mida, lo que puede altera poco a poco los valores dando un valor aproximado al esperado. Otro dato que se aprendio al realizar las mediciones es que el resultado puede variar puesto a las tolerancias que poseen los componentes los cuales son aproximaciones a los valores que poseen. Un ejemplo de esto son las tolerancias que poseen las resistencias. 7. Referencias

8. Apendices Tabla I. Mediciones de voltaje y corriente en la resistencia del circuito de la figura 1. Voltaje (V) Corriente (A) Medidor Analógico 5V No marco nada Medidor Digital 5.1V 10mA Tabla II. Medicion de corriente al voltimetro Miliamperimetro analogico Voltimetro analogico 1mA

Amperimetro digital 1mA

Tabla 3. Medicion de voltaje para amperimetro Miliamperimetro analógico Amperimetro digital

Voltimetro analógico 1V 10mV

Tabla 4. Medicion de voltaje y corriente para circuito de resistencias Resistencias Voltaje Voltaje Corriente (analogico) (digital) (analogico) R1 (1kΩ) 2.8V 2.831V 2mA R2 (1.2KΩ) 1.2V 1.25V No marcó R3 (1.5KΩ) 2.7V 2.8V No marcó R4 (1.8kΩ) 1.6V 1.6V No marcó R5 (2.2kΩ) 5V 5.6V 2.1mA

Corriente (digital) 2.8mA 1mA .001mA 1mA 2.8mA...