INFORME DE LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO N° 2 RECONOCIMIENTO DE MATERIALES Y MEDIDAS DE VOLTAJES
MELISSA MILETH MARTÍNEZ MAESTRE YULEIDIS KARINA FUENTES QUINTERO
ISABEL CRISTINA ARENAS MÉNDEZ WILSON BARROS AARÓN
UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLÓGICAS
ELECTROMAGNETISMO GRUPO 12
VALLEDUPAR 2015 – I
INFORME DE LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO N° 2 RECONOCIMIENTO DE MATERIALES Y MEDIDAS DE VOLTAJES
MELISSA MILETH MARTÍNEZ MAESTRE YULEIDIS KARINA FUENTES QUINTERO
ISABEL CRISTINA ARENAS MÉNDEZ WILSON BARROS AARÓN
Trabajo presentado como requisito de evaluación parcial en la asignatura de Electromagnetismo, al Profesor
Lic. Juan Pacheco Fernández
TABLA DE CONTENIDO
PRESENTACIÓN
1. Objetivo --- 5
2. Marco teórico --- 5
2.1. Conceptos básicos --- 7
2.2. Conexión de los distintos instrumentos --- 8
3. Materiales y Equipos --- 9
4. Procedimiento --- 9
5. Análisis de resultado --- 15
6. Conclusión --- 16
7. Bibliografía --- 17
PRESENTACION
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (Como, 18 de febrero de 1745 – ib., 5 de marzo de 1827) fue un físico italiano, famoso principalmente por haber desarrollado la pila eléctrica en 1800. La unidad de fuerza electromotriz del Sistema Internacional de Unidades ha llevado el nombre de voltio en su honor desde 1881.
El voltaje es un sinónimo de tensión y de diferencia de potencial. En otras palabras, el voltaje es el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula para que ésta se mueva de un lugar a otro. En el Sistema Internacional de Unidades, dicha diferencia de potencial se mide en voltios (V), y esto determina la
categorización en “bajo” o “alto voltaje”.
Un voltio es la unidad de potencial eléctrico, fuerza electromotriz y voltaje. Algunos voltajes comunes son el de una neurona (75 mV), una batería o pila no recargable alcalina (1,5 V), una recargable de litio (3,75 V), un sistema eléctrico de automóvil (12 V), la electricidad en una vivienda (230 en Europa, Asia y África, 120 en Norteamérica y 220 algunos países de Sudamérica), el riel de un tren (600 a 700 V), una red de transporte de electricidad de alto voltaje (110 kV) y un relámpago (100 MV).
El término “alto voltaje” caracteriza circuitos eléctricos en los cuales el nivel de voltaje usado requiere medidas de aislamiento y seguridad. Esto ocurre, por ejemplo, en sistemas eléctricos de alto nivel, en salas de rayos X, y en otros ámbitos de la ciencia y la investigación física. La definición de “alto voltaje” depende de las circunstancias, pero se consideran para determinarlo la posibilidad de que el circuito produzca un “chispazo” eléctrico en el aire, o bien, que el contacto o proximidad al circuito provoque un shock eléctrico. Un shock eléctrico de magnitud aplicado a un ser humano u otros seres vivos puede producir una fibrilación cardíaca letal. Por ejemplo, el golpe de un relámpago en caso de tormenta sobre una persona a menudo es causa de muerte.
1. OBJETIVO
Reconocer los materiales y medidas de voltaje
2. MARCO TEÓRICO
Los instrumentos de medición a utilizar en el curso de la materia serán instrumentos destinados a la medición de magnitudes eléctricas. Ellos son principalmente:
Voltímetros: mide diferencia de potencial eléctrico en voltios o submúltiplos.
Amperímetros: mide intensidad de corriente eléctrica en ampere o submúltiplos.
Óhmetros: mide la resistencia eléctrica en Ohmios (Ω) o submúltiplos.
Los amperímetros y voltímetros pueden ser utilizados para mediciones en corriente continua o alterna, o ambas. Los tres instrumentos antes mencionados pueden presentarse en forma independiente o agrupados en un solo instrumento llamado Multímetro o, como se lo denomina comúnmente, Tester.
En cualquiera de los casos, los instrumentos poseen un selector de escalas, a los efectos de seleccionar el rango de medición. La lectura de la medida realizada dependerá del tipo de instrumento utilizado, analógico o digital. En los de aguja o analógicos, las lectura se indica en una escala graduada y el órgano indicador está compuesto por una aguja o por un fino haz de luz y en los digitales, la lectura se realiza directamente por medio de un display indicador.
Las diferentes escalas poseen graduaciones, que según los casos corresponden a ecuaciones lineales, logarítmicas, u otro tipo de función más compleja.
En instrumentos de aguja el movimiento del órgano indicador es, generalmente, de izquierda (cero) a derecha, salvo en el óhmetro en que el cero se encuentra a la derecha.
En los voltímetros y amperímetros el cero se encuentra al principio de la escala y al final de la escala, llamado fondo de escala, le corresponde el máximo valor posible de medir en esa escala. En los óhmetros el principio de escala indica el valor de infinito y el final de escala, el cero. Como las magnitudes a medir están comprendidas en un rango muy amplio de valores, los voltímetros y amperímetros
poseen un selector que nos permite seleccionar la escala que mejor se adecue al valor de la magnitud a medir. Esto es, el valor a medir quedará comprendido entre el cero y un valor máximo, denominado fondo de escala, que será superior al mismo.
En los óhmetros ocurre algo similar pero el procedimiento de lectura es un tanto diferente, a saber: por lo general, en el selector de escala de un instrumento de aguja se leerá, por ejemplo, X0, 1; X1; X10; X1K, etc., estos valores no indican, como en los casos anteriores, el máximo valor a medir, sino que son factores multiplicadores de la escala.
Por ejemplo, si se efectúa una medición de resistencia con el selector en la posición X1, la lectura en la escala es directa. En cambio, si el selector se encuentra en la posición X10, el valor leído sobre la escala deberá multiplicarse por un factor de 10;
así, si el fiel indica 10 unidades, la magnitud medida será 10 X 10 Ohm = 100 Ohms.
Algunos multímetros (tester) cuentan separadamente con un selector de función o tipo de magnitud a medir (voltaje, corriente, resistencia) así como con un selector de tipo de señal a medir, corriente continua (CC) o corriente alterna (AC). En otros, todas estas funciones se encuentran agrupadas en un solo selector donde, la medición de voltaje o intensidad tanto en CC como en AC, tienen cada uno su propio rango de escala en un mismo selector.
2.1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.1 Descripción del Material
Voltímetro:
El voltímetro es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial (ddp).
La unidad de medida es el Voltio (V). La ddp puede ser medida en CC o AC, según la fuente de alimentación utilizada. Por ello, antes de utilizar el instrumento lo primero que se debe verificar es qué tipo de señal suministrará la fuente de alimentación, y constatar que el selector de escala se encuentre en la posición adecuada, AC o CC.
Luego se debe estimar o calcular por medio analítico el valor de ddp a medir y con ello seleccionar el rango de escala adecuado, teniendo en cuenta que el fondo de escala sea siempre superior al valor a medir.
En el caso que no sea posible estimar ni calcular la ddp a medir, se deberá seleccionar la escala de mayor rango disponible y luego de obtener una medición adecuar el rango de escala, si fuera necesario. Para el caso de instrumentos de aguja, es aconsejable que la lectura se efectúe siempre en la segunda mitad de la escala, ya que allí se comete menor error.
Cuando se debe medir en CC se deberá tener en cuenta la polaridad del instrumento, observando que 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; los bornes del instrumentos están indicados con los signos + y - o COM respectivamente.
Para el caso de instrumentos de aguja (analógicos), al conectarlos con la polaridad incorrecta se observará que la aguja deflexionará en sentido contrario (de derecha a izquierda), lo que puede causar deterioro del mecanismo de medición del instrumento. En caso de desconocer la polaridad de la fuente de alimentación, o ante cualquier duda sobre la selección de escala, consultar con el profesor. Cuando se vaya a medir en AC no se tendrá en cuenta la polaridad debido a que se trata de corrientes no polarizadas.
Amperímetro:
Es un instrumento destinado a medir intensidad de corriente, tanto en corriente continua como en alterna. La unidad de medida es el Ampere (A). Para el manejo
de éste instrumento se deberán observar las mismas precauciones que para el uso del voltímetro.
Óhmetro:
Instrumento destinado a medir valores de resistencias. La unidad de medida es el Ohm (Ω)). Este instrumento no posee polaridad. La medición de resistencia debe efectuarse siempre con al menos uno de los bornes del elemento resistivo desconectado del resto del circuito.
2.2. CONEXIÓN DE LOS DISTINTOS INSTRUMENTOS:
VOLTIMETRO: Medición de la ddp sobre R Importante: el voltímetro se conecta siempre en paralelo. Observar la polaridad para el caso de CC.
AMPERIMETRO: Medición de la intensidad de corriente en el circuito. Importante:
el amperímetro se conecta siempre en serie. Observar la polaridad para el caso de CC.
OHMETRO: Medición de la resistencia R. Importante: el óhmetro se conecta en paralelo con el elemento resistivo a medir. El elemento resistivo no debe estar conectado al circuito de lo contrario se puede incurrir en error en la medición.
El Multímetro, su uso: El multímetro posee una perrilla que nos permite seleccionar el tipo de medición que querernos realizar. Podemos dividir a éste en cinco zonas principales:
3. MATERIALES Y EQUIPO
Multímetro
Fuentes de laboratorio
Tomas de corriente de salón
4. 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:
Multímetros digitales
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: Regulable-Calibrada-Continua-funciona SECCION 2: Regulable-No funciona-Continua
SECCION 3: Salida de 300v- No Calibrada-Funciona Salida de fija 110v-funciona
Alterno Continuo
Continuo Alterno
1 2
4 3
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 estaban totalmente calibradas.
SECCIÓN 1
FUENTES AMARILLAS
MULTIMETRO rango 200v
10V 10,8 V
15V 15,8 V
20V 21,2 V
25V 25,7 V
28V 29,4 V
Verificamos que la sección 1 esta descalibrada.
SECCIÓN 2 FUENTES
AMARILLAS
MULTIMETRO NO FUNCIONA
SECCIÓN 3 FUENTE FIJA 110V FUENTES
AMARILLAS
MULTIMETRO rango 500v
50V 35V
150V 131V
130V 105V
100V 197V
250V 260V
Verificamos que la sección 3 esta descalibrada.
SECCIÓN 4 FUENTE 250V FUENTES
AMARILLAS
MULTÍMETRO
30%: 75V 100V
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?
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?
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 18v
- Con 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: *40 *75
Teóricamente Multímetro 40=250*0,40= 100V 127,0V 75=250*0,75= 187,5V 237,0V
Teóricamente el rango que debe tomar el multímetro 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 multímetro un voltaje de 127,0 v y para el de 75 se obtuvo un voltaje de 273,0v lo que indica q 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.
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 131 V, 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.
5. 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.
6. CONCLUSIÓN
En esta experiencia se dieron a conocer las diferentes aplicaciones del multímetro para medir la intensidad de corriente, voltaje y resistencia; así como las condiciones que hay que tener antes de utilizar el multímetro para que de esta manera no se cometan errores y se puedan obtener los datos más exactos y confiables.
Por eso en este laboratorio se utilizó el multímetro como voltímetro para conocer las varias resistencias las cuales previamente habíamos leído su valor existentes en la fuente amarilla de laboratorio, durante nuestros resultados se pudo observar que los valores muchas veces no eran los que se decían en la fuente pero existían unos cercanos o lejanos lo que nos daba a entender que hacía falta la calibración de esa fuente.
7. BIBLIOGRAFÍA
http://www.definicionabc.com/ciencia/voltaje.php#ixzz3WgZGDPh5. consultado 07-04- 2015
Física II. Guía de laboratorio. Manuel fuentes, Jovito Guevara, Salomón Polanco, Otón Poveda, Armando Tuñón. Consultado 07-04-2015
http://html.rincondelvago.com /medidas-electricas.html. Consultado 08-04- 2015.
Física Re – Creativa, Salvador Gil y Eduardo Rodríguez. Prentice Hall – Buenos Aires. 2001. Consultado 08-04.2015
Alonso, M. Finn, J.E., Física, volumen 2, Addison-Wesley Iberoamericana, México, 1995. Consultado 08-04-2015
