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• GinaryRodriguez

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Revista Colombiana de Física, vol. 02, No.02 de 2014.

Principios Básicos De Los Aparatos Electrónicos De Medición Basic Beginning of the Electronic Devices Measurement Carol. D. Amaya 1, Yurley Medina 2, Carlos. E. Uribe 3. cód. 47132043 Ingeniería Industrial, universidad de la Salle, Bogotá, Colombia 2 cód. 40132001 Ingeniería Civil, universidad de la Salle, Bogotá, Colombia 3 cód. 42132032 Ingeniería Eléctrica, universidad de la Salle, Bogotá, Colombia

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Resumen Existen diferentes aparatos eléctricos de medición los cuales como su nombre lo indica sirven para medir cantidades eléctricas con diferentes tipos de medidas como lo son: voltios (V), ohmios ( Ω) y amperios (A). En la práctica el principal objetivo es conocer el principio básico de funcionamiento de un multímetro (aparato electrónico de medida que combina varias funciones en una sola unidad (1)) para con ello poder distinguir las diferentes escalas que los aparatos de medición proporcionan y por consiguiente hacer lecturas rápidas de acuerdo a la escala solicitada, en cuanto a la toma de valores de una resistencia existe el código de colores el cual proporciona un valor que se ha de comparar con el valor que arroje el multímetro sobre esta resistencia. Con los diferentes datos obtenidos tanto por el multímetro como por el código de colores se llevara a cabo cálculos de error porcentual, cálculos de la tolerancia en resistencias e incertidumbre de la comparación entre medidas. Finalmente la práctica permitió la identificación del funcionamiento básico de un multímetro dependiendo del tipo de medida solicitada (voltio, amperio u ohmio).

Palabras claves: Multimetro, voltios, amperios, ohmio, resistencia.

Abstract There are different electrical measuring which as the name implies are used to measure electrical quantities can-with different types of measures such as: volts (V), ohms (Ω) and Amps (A). In practice, the main objective is to understand the basic principle of operation of a multimeter (measuring elec-tronic device that combines several functions in one unit (1)) to thereby be able to distinguish the differ-ent scales measuring devices and therefore do provide quick readings according to the desired scale, in terms of making a resistor values color code exists which pro-vides a value to be compared with the value yielding the multimeter this resistance. With the different data obtained by both the multimeter as the color coding was carried out calculations of percentage error, calculations tolerance resistors and uncertainty of the comparison between measurements. Fi-nally practice allowed the identification of the basic operation of a multimeter on the type of action requested (volt, amp or ohm). Keywords: Multimeter, volts, amperes, ohnio, resistance.

1.

Introducción

Las bobinas Son componentes pasivos de dos ter-minales que generan un flujo magnético cuando se hacen circular por ellas una corriente eléctrica. Se fabrican arrollando un hilo conductor sobre un núcleo de material ferro magnético o al aire. Su unidad de medida es el Henrio (H) en el Sistema Internacional pero se suelen emplear los submúltiplos mH.[1] El campo magnético B es una magnitud vectorial. Puede estar producido por una carga puntual en movimiento o por un conjunto de cargas en movió-miento, es decir, por una corriente eléctrica.

fig. 1. Galvanómetro Un amperímetro es un instrumento que sirve para mediar la intensidad de corriente que circula por un circuito eléctrico. Los amperímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en amperios. Para efectuar la medida de la intensidad de la corriente circulante, el amperímetro ha de colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente. Esto nos lleva a que el amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible, a fin de que no produzca una caída de tensión apreciable. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán formados por bobina de hilo grueso y con pocas espiras [4].

La unidad de campo magnético en el Sistema Internacional es el tesla (T). Un tesla se define como el campo magnético que ejerce una fuerza de 1 N (newton) sobre una carga de 1 C (culombio) que se mueve a velocidad de 1 m/s dentro del campo y perpendicularmente a las líneas de campo. El tesla es una unidad muy grande, por lo que a veces se emplea como unidad de campo magnético el gauss (G) que, aunque no pertenece al Sistema Internacional sino al sistema CGS, tiene un valor más acorde con el orden de magnitud de los Campos magnéticos que habitualmente se manejan.[2] 1 T = 10.000 gauss Un galvanómetro es un instrumento que se usa para detectar y medir corrientes eléctricas, la corriente a medir pasa por una bobina. [3]

El voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico; La resistencia interna del tester utilizado como voltímetro 2

debe ser grande. En el instrumento, el fabricante especifica la resistencia interna del téster como voltímetro en “ohms por volt”, considerando además voltaje continuo o alterno. Para conocer la resistencia interna basta con multiplicar el alcance por esta cifra [5]

Se observa el multímetro y se procede a colocar la perilla en el lado que indica voltios para corriente continua, se conecta el

El Voltaje o la “diferencia potencial eléctrica” es una comparación de la energía que experimenta una carga entre dos ubicaciones [6].

voltímetro a la fuente de voltaje. Antes de encender los 2 aparatos se debe verificar que el generador de corriente tenga sus perillas totalmente giradas a la izquierda.

el código de colores es una referencia que poseen las resistencias para poder identificar como su nombre lo dice por medio de colores el valor que posee cada referencia seleccionada este resulta ser el mismo para los condensadores y las resistencias. Para los dos primeros colores de las rayas, estos representan los dos primeros valores numéricos, la tercera raya, es el múltiplo de la resistencia o

Paso 1  encender la fuente generadora de voltaje y el voltímetro se giran las perillas de la fuente generadora de corriente hacia la derecha, se comparan los valores que cada uno de estos instrumentos arroguen, calculando así la incertidumbre en la medida debido al instrumento.

condensador y por último, la cuarta raya es la tolerancia, en caso de los condensadores la quinta es el voltaje máximo.

Paso 2  se adecua el multímetro en la medida de ohmios (Ω) para poder medir los valores de las resistencias, también se debe tomar el valor de cada resistencia de acuerdo al código de colores y calcular el valor de la tolerancia para dicha resistencia.

2. Procedimiento

Paso 3  tomar las medidas de las resistencias pero ahora se debe usar el amperímetro para mirar como

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varían las medidas en cuanto al valor arrojado por el generador de energía, el amperímetro y el código de colores.

Pasó 2  para poder calcular la tolerancia de una resistencia de acuerdo a la escala de colores, se debe seguir la siguiente ecuación: Tolerancia = resistencia * % de tolerancia según código 100

3. Resultados

ohmios según código de colores

valor de la tolerancia

1 2 3 4

22 x 102 + - 5% 51 x 102 + - 5% 12 x 104 + - 5% 30 x 102 + - 5%

1.1 Ω 2.55 Ω 60 Ω 1.5 Ω

A continuación se evidencia la tabla de los valores tomados de acuerdo al código de colores con el que se obtuvo de medir la misma resistencia con el multimetro

De acuerdo a lo realizado en cada paso del procedimiento se enumeran los siguientes resultados:

en la medida respectiva de ohmios Ω

Paso 1  cada división del voltímetro tiene el siguiente valor en la escala de 10 voltios escala del voltímetro 1000 V 200 V 20 V 2V 200m V

resistenci a

Valor equivalente 100 V 10 V 1V 0.1 V 0.01 V

Tomando como incertidumbre del instrumento un valor de + - 0.5 %, se dice que el cálculo de la incertidumbre para una medida es:

resistencia

Valor según código de colores

Valor obtenido en el multimetro

1 2 3 4

22 x 102 Ω + - 5% 51 x 102 Ω + - 5% 12 x 104 Ω + - 5% 30 x 102 Ω + - 5%

2.19 Ω 5.10 Ω 1.20 Ω 2.9 Ω

Pasó 3  las escalas correspondientes al amperímetro de corriente continua son: Escala del amperímetro 200 µ A 2mA 20 m A 200m A 10 A

(Vt * Ii) + Ve Donde: Vt= valor tomado Ii= incertidumbre del instrumento Ve= valor equivalente De acuerdo a lo planteado anteriormente el valor de la incertidumbre para valores tomados en la escala de 200m V es: Valor tomado milímetro

Incertidumbre

0.014m V 0.127m V 0.351m V 0.453m V 0.541m V

0.00107 0.001635 0.002755 0.003265 0.003705

Valor equivalente 0.0002 A 0.002 A 0.02 A 0.2 A 10 A

En la tabla se valores de en cuanto color y el mostró en diferentes para la misma resistencia:

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siguiente muestra los las resistencias al código de valor que el amperímetro 2 escalas

Escala en A

Valor según código de colores

amperímetr o

200 m A 2mA

15 X 102 + - 5% 15 X 102 + - 5%

0.9 m A 819 m A

aleria/Amperimetro.pdf 26/08/2014.

[5] universidad del Rosario, publicación en línea, http://www.fceia.unr.edu.ar/~fisica3/multi metro.pdfhttp://www.fceia.unr.edu.ar/~fisic a3/multimetro.pdf

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[6]arte en tecnología a tu servicio, publicación en línea, http://www.artinaid.com/2013/04/que-esel-voltaje/

Se conoció algunos de los diferentes instrumentos y dispositivos electrónicos. Se dedujo que si alguno de los instrumentos eléctricos de medición se conecta de la manera incorrecta estos podrán dañarse o incluso causar grandes daños. -

Se distinguió las diferentes escalas que posee el multimetro y así mismos con esto se aprendió a hacer lecturas rápidas dependiendo de la unidad de medida utilizada ya sean ohmios Ω, voltios V o amperios A. La conexión del voltímetro para medir la diferencia de potencial de una resistencia siempre debe hacerse en paralelo y la conexión del amperímetro para medir la diferencia de potencial de una resistencia siempre debe hacerse en serie, ya que si en alguno de los 2 casos se altera la forma de la medición se producirá un daño tanto a la resistencia como a el aparato de medición. 5. referencias -

[1] publicación en línea, http://www.electronicafacil.net/tutoriales/L as-bobinas.php citado el 26/08/2014.

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[2] universidad politécnica de Madrid, publicación en línea, citado el 26/08/14. http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisic a/asignaturas/fisica/magnet/campomag.ht ml

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[3] publicación en línea, http://www2.fisica.unlp.edu.ar/materias/FE III/2012/Galvanometro.pdf citado el 26/08/2014

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[4] publicación en línea, http://rabfis15.uco.es/lelavicecas/modulo_g

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el

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4. Conclusiones Se logró conocer los principios básicos sobre el funcionamiento de un multimetro.

citado