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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Escuela de Física Angie Yulieth Mosquera Beltrán 2130767

Subgrupo: 3

INSTRUMENTOS DE MEDIDA 1. INTRODUCCIÓN La obtención de datos cobra cada vez más importancia en el ámbito industrial, profesional y privado. Muchos de estos se obtienen utilizando instrumentos de mediciones eléctricas, estos dispositivos se utilizan para medir e indicar las magnitudes eléctricas, como corriente, carga, potencial y energía, o las características eléctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad, la capacitancia y la inductancia, para así asegurar el buen funcionamiento de las instalaciones y máquinas eléctricas. Las mediciones eléctricas se realizan con aparatos especialmente diseñados según la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, tensión e intensidad. 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 información que suministran los instrumentos se da normalmente en una unidad eléctrica estándar: ohmios, voltios, amperios, culombios, henrios, faradios, vatios o julios. 2. OBJETIVOS 2.1 Generales 2.1.1 Conocer los instrumentos de medida que se utilizarán en la realización de las prácticas. 2.1.2 Aprender sobre la corriente eléctrica. 2.2 Específicos 2.2.1Poder identificar instrumentos de medida como el galvanómetro, amperímetro y voltímetro, al igual que su funcionamiento. 2.2.2 Distinguir entre corriente continua y alterna. 2.2.3 Conocer qué es el reostato, potenciómetro y osciloscopio. 2.2.4 Conocer qué es la capacitancia y la inductancia. 3. MARCO TEÓRICO 3.1 Galvanómetro

Un galvanómetro es un aparato que se emplea para indicar el paso de pequeñas corrientes eléctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Suelen estar basados en los efectos magnéticos o térmicos causados por el paso de la corriente. En un galvanómetro de imán móvil la aguja indicadora está asociada a un imán que se encuentra situado en el interior de una bobina por la que circula la corriente que tratamos de medir y que crea un campo magnético que, dependiendo del sentido de la misma, produce una atracción o repulsión del imán proporcional a la intensidad de dicha corriente. En el caso de los galvanómetros térmicos, lo que se pone de manifiesto es el alargamiento producido al calentarse, por el Efecto Joule, al paso de la corriente, un hilo muy fino arrollado a un cilindro solidario con la aguja indicadora. 3.2 Amperímetro

Un amperímetro es un instrumento que sirve para mediar la intensidad de corriente que circula por un circuito eléctrico, presentando directamente sobre su escala calibrada la medida deseada en amperios o bien fracciones de amperios. Su funcionamiento está basado en uno de los principios fundamentales del electromagnetismo, que en su forma más simple nos indica que cualquier corriente

eléctrica que pasa por un hilo conductor produce un campo magnético alrededor del mismo (similar al campo magnético de un imán),cuya fuerza depende de la intensidad de la corriente que circule. 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. 3.3 Voltímetro

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. Su unidad básica de medición es el Voltio (V). Existen voltímetros que miden tensiones continuas llamados voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos. 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 tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión. 3.4 Corriente Continua La corriente continua (CC) es la corriente eléctrica que fluye de forma constante en una dirección, la producen las baterías, las pilas y las dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión constante que no varía con el tiempo, por ejemplo si la pila es de 12 voltios, todo los receptores que se conecten a la pila estarán siempre a 12 voltios. Además de estar todos los receptores a la tensión de la pila, al conectar el receptor la corriente que circula por el circuito es siempre constante, y no varía de dirección de circulación, siempre va en la misma dirección, es por eso que siempre el polo positivo y el negativo son siempre los mismos. 3.5 Corriente Alterna

La característica principal de una corriente alterna (CA) es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluirá del polo negativo al positivo. Este tipo de corriente es producida por los alternadores y es la que se genera en las centrales eléctricas. La corriente que usamos en las viviendas es corriente alterna (enchufes). Si hacemos una pila gire a una determinada velocidad, se producirá un cambio constante de polaridad en los bornes donde hacen contacto los dos polos de dicha pila. Esta acción hará que se genere una corriente alterna tipo pulsante, cuya frecuencia dependerá de la cantidad de veces que se haga girar la manivela a la que está sujeta la pila para completar una o varias vueltas completas durante un segundo. 3.6 Reostato

Un reostato es el dispositivo de un circuito eléctrico que permite modificar su resistencia, mediante el giro de un eje o el deslizamiento de un cursor. Por tanto un reóstato es un resistor cuyo valor de resistencia es variable y se utiliza para variar niveles de corriente. Los reostatos se conectan al circuito en serie. Es importante saber si su potencia y su valor son apropiados para manejar la corriente que circulará a través de él. En general los reostatos tienen una gran resistencia y pueden disipar mucha potencia. 3.7 Potenciómetro

Un potenciómetro es un componente electrónico similar a los resistores pero cuyo valor de resistencia en vez de ser fijo es variable, permitiendo controlar la

intensidad de corriente a lo largo de un circuito conectándolo en paralelo o la caída de tensión al conectarlo en serie El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios (símbolo Ω) como las resistencias, y el valor del potenciómetro siempre es la resistencia máxima que puede llegar a tener. Un potenciómetro está compuesto por una resistencia de valor total constante a lo largo de la cual se mueve un cursor, que es un contacto móvil que divide la resistencia total en dos resistencias de valor variable y cuya suma es la resistencia total, por lo que al mover el cursor una aumenta y la otra disminuye. A la hora de conectar un potenciómetro, se puede utilizar el valor de su resistencia total o el de una de las resistencias variables ya que los potenciómetros tienen tres terminales, dos de ellos en los extremos de la resistencia total y otro unido al cursor. 3.8 Osciloscopio

El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo, que permite visualizar fenómenos transitorios así como formas de ondas en circuitos eléctricos y electrónicos y mediante su análisis se puede diagnosticar con facilidad cuáles son los problemas del funcionamiento de un determinado circuito. 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. Un osciloscopio puede medir un gran número de fenómenos, provisto del transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en señal eléctrica). 3.9 Capacitancia Durante los años se han utilizado los conductores en la electrostática para el almacenamiento de la carga eléctrica; estos pueden ser cargados, por ejemplo, al

proporcionarles un potencial definido por medio de una batería. Para tal aplicación resulta de interés encontrar la “capacidad” del conductor para almacenar carga, tales sistemas reciben el nombre de capacitadores y la medida de su capacidad se llama capacitancia, esta está dada por la relación entre el valor absoluto de la carga y el valor absoluto de la diferencia de voltaje. La capacitancia depende sólo de la geometría del sistema y de las propiedades del o de los dieléctricos. 3.10 Inductancia En un inductor o en una bobina se denominará inductancia a la relación que se establecerá entre el flujo magnético y la intensidad de la corriente eléctrica. Un inductor está conformado por dos conductores separados por espacio vacío, con una disposición tal que el flujo magnético de uno enlaza al otro. De acuerdo a la ley de Faraday la variación de corriente en el tiempo en un conductor induce una caída de voltaje en el mismo. De acuerdo a las ecuaciones de Maxwell una variación de la corriente en el conductor produce un campo magnético variable, que a su vez produce un campo eléctrico variable y por tanto se genera una caída de voltaje variable en el tiempo. Una inductancia es un elemento especialmente diseñado para tener un efecto inductivo muy grande. Esto se logra enrollando el conductor alrededor de un núcleo. 4. CONCLUSIONES  

Es importante conocer qué son, cómo se utilizan y para qué sirven ciertos instrumentos y dispositivos, para emplearlos de la manera adecuada. Es necesario tener claros los conceptos relacionados con la corriente eléctrica.

5. BIBLIOGRAFIA 

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REITZ/MILFORD/CHRISTY. Fundamentos de la teoría electromagnética. 3 ed. Wilmington, Delaware: Addison-Wesley iberoamericana, 1986. 584p. ISBN 0-201-06296-8 Galvanómetro [en línea]. Ingeniatic [citado en 2011]. Disponible en internet

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Definición de reostato [en línea]. Definición.de [citado en 2008]. Disponible en internet Cómo funcionan los reostatos [en línea]. eHow en español [citado en 3 de diciembre de 2013]. Disponible en internet WANGSNESS, Roald K. Campos electromagnéticos. 1 ed. Balderas, Ciudad de México: Editorial Limusa, 2001. 681p. ISBN 968-18-1316-2