INSTRUCTOR: Manuel Eduardo López

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1 INSTRUCTOR: Manuel Eduardo López

2 RESULTADOS EN BRUTO MEDICIÓN DE VOLTAJE PARTES I. USO DE ESCALAS DEL VOLTÍMETRO Se identifica la terminal (+) y (-) del medidor y se conecta a la fuente de alimentación, la cual fue regulada a 15 VDC. Posteriormente se procede a encender la fuente y tomar 3 lecturas con voltímetro análogo y una con voltímetro digital. Para el caso del voltímetro análogo, se seleccionó la escala de 50VDC, 250 VDC y 1000VDC. Para el voltímetro digital se seleccionó la escala de 20 VDC. Las escalas del voltímetro deben ajustarse a la escala inmediata superior Las mediciones se detallan en la tabla 1 Voltaje ajustado de la fuente de alimentación (Voltios) Escala del Tester para medir el Voltaje DC Valor Medido (Voltios) Tabla 1 PARTE II. MEDICIÓN DE VOLTAJE EN CIRCUITO PARALELO Se arma el siguiente circuito según la figura 1 que se muestra a continuación Figura 1 Se debe asegurar que los interruptores S1 y S2 se encuentren abiertos y la fuente apagada. Se enciende la fuente la cual ha sido regulada a 15 VDC. Luego se pasa a justar la escala del voltímetro análogo a 50 VDC; esto debido a que la fuente de alimentación se

3 Objetivos: Determinar que el estudiante realice la medición de voltaje de una fuente de alimentación de corriente directa. Objetivos específicos: Desarrollar una práctica en una fuente de voltaje de alimentación de corriente directa, para poder aprender a medir el intervalo de los voltajes de salida de la fuente de alimentación, para aprender a medir el voltaje de un circuito eléctrico en serie y paralelo. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA Y MARCO DE REFERENCIA Medición de voltaje. En la medición de voltaje hay dos tipos de cómo se pueden realizar las mediciones que pueden describir una magnitud física del tipo eléctrica que en este caso son analógicas y digitales, dentro de las cuales el multímetro digital es el medidor más utilizado, pero es importante mencionar y describir los medidores analógicos. El funcionamiento del medidor consiste en que el imán permanente suministra el campo eléctrico uniforme dentro del cual gira una bobina móvil y se transmite corriente que debe medirse a la bobina móvil y produce un campo magnético alrededor de esta; este campo magnético interactúa con el imán permanente, haciendo que la bobina gire. La aguja de corriente que fluye cuanto mayor sea la corriente más intenso será el campo magnético de alrededor de la bobina, la bobina girará más y será mayor la distancia que recorrerá la aguja frente a la escala del instrumento. El medidor digital también será un instrumento de uso múltiple llamado multímetro digital, este está capacitado para medir las mismas cantidades que el voltímetro analógico, aunque a menudo con escalas más amplias. Los multímetros digitales tienen una gran variedad de funciones especiales que incluyen la medición de frecuencia, capacitancia y temperatura suelen contar con enchufes que permiten probar diodos semiconductores y transistores.

4 Continuación RESULTADOS EN BRUTO reguló a 15 voltios y la escala inmediata inferior del voltímetro es 10V, lo cual no nos permitiría medir el voltaje apropiadamente debido a que es un rango inferior del que la fuente ha sido regulada Posteriormente se procedió a tomar las mediciones de voltaje en cada resistencia con diferentes posiciones de cada uno de los interruptores. Los resultados de las mediciones se resumen en la tabla 2. Ítem Interruptor S1 Interruptor S2 Voltaje de la fuente (Voltios) Voltaje Medido en R1 (Voltios) Voltaje Medido en R2 (Voltios) 1 Abierto Abierto Cerrado Abierto Abierto Cerrado Cerrado Cerrado Tabla 2 En las mediciones se puede observar que en cada una de las resistencias existe un valor de voltaje igual al valor de voltaje de la fuente cuando el interruptor que las controla está en posición Cerrada. Es necesario aclarar que como las R1 y R2 están en paralelo, el voltaje es el mismo en cada parte del circuito y por ende en cada una de las resistencias. Cuando los interruptores S1 y S2 están en posición abierta se interrumpe el circuito marcando un valor de 0V PARTE III. MEDICIÓN DE VOLTAJE EN CIRCUITO SERIE Se procedió a armar el siguiente circuito según la figura 2 que se muestra a continuación Figura 2

5 El multímetro digital es un dispositivo electrónico que presenta las mediciones como valores numéricos, la pantalla digital ayuda a eliminar el error humano cuando se quiere tomar la lectura más precisa en un multímetro analógico, Los errores ocurren en un multímetro digital cuando la lectura en la pantalla digital tanto el prefijo mostrado, símbolo y punto decimal no son apropiados para la medición realizada. Los valores mostrados en la pantalla digital usan diodos emisores de luz (Led) o pantalla de cristal (LCD). El valor exacto en un multímetro digital es determinado por los números mostrados y por la posición del punto decimal. Muchos Voltímetros digitales incluyen una barra grafica que muestra cambios y tendencias en un circuito, una barra grafica incrementa según incrementa el valor de la medición y también se observa un decremento según el decremento del valor de la medición.

6 Continuación RESULTADOS EN BRUTO Se debe asegurar que el interruptores S1 se encuentre abierto y la fuente apagada. Se enciende la fuente la cual ha sido regulada a 15 VDC. Luego se pasa a justar la escala del voltímetro análogo a 50 VDC, esto debido a que la fuente de alimentación se reguló a 15 voltios y la escala inmediata inferior del voltímetro es 10V, lo cual no nos permitiría medir el voltaje apropiadamente debido a que es un rango inferior del que la fuente ha sido regulada Posteriormente se procedió a tomar las mediciones de voltaje en cada resistencia de acuerdo a las dos posiciones del interruptor. Los resultados de las mediciones se resumen en la tabla 3 Ítem Interruptor S1 Voltaje de la fuente (Voltios) Voltaje Medido en R1 (Voltios) Voltaje Medido en R2 (Voltios) io Abierto Cerrado Abierto Tabla 3 De las mediciones obtenidas podemos concluir que como las R1 y R2 están en serie y tienen el mismo valor de resistencia, las caídas de voltajes tienen la misma magnitud (7.5V). El valor de las caídas de tensión dependen del valor de resistencia individual de los elementos del circuito y finalmente la sumatoria de las caídas de tensión es igual al voltaje de la Fuente.

7 Tanto los voltímetros analógicos y digitales tienen consumo de potencia baja, son ligeros y de diseño compacto además son diseñados para ser portátiles y alimentados con baterías.

8 Parte 1. Uso de escalas del voltímetro. PROCEDIMIENTO SEGUIDO 1) Se colocan las puntas del multímetro en la las terminales de salida de la fuente de voltaje. 2) Se colocó el voltímetro en la escala más alta de voltaje DC 3) Se encendió la fuente de voltaje y se incrementó el voltaje de salida DC hasta llegar a 15VDC 4) Se colocó el control de escala de voltaje del voltímetro a en 50VDC que sería la escala inmediata inferior mayor o igual a los 15VDC entregados por la fuente de voltaje 5) Según la tabla se midió el voltaje entregado por la fuente en todas las escalas del voltímetro iguales o mayores a 15VDC que en este caso fueron 50VDC, 250VDC y 1000 VDC 6) Luego se hizo la misma medición de voltaje de la fuente con un voltímetro digital para comprobar el volteje y ver la exactitud que este ofrece. Parte 2. Medición de voltaje en circuito paralelo 1) Se armó el siguiente circuito paralelo compuesto por dos interruptores y dos resistencias de 220Ω alimentados por la fuente de voltaje utilizando la breadboard 2) Se encendió la fuente de voltaje y se comprobó que tuviera los 15VDC necesarios para esta práctica. 3) Se procedió a anotar el valor de voltaje registrado por el voltímetro a la salida de la fuente de alimentación. Se apagó la fuente de alimentación y se conectó el circuito dejándolos interruptores abiertos.

9 CUESTIONARIO 1) Un multímetro digital se coloca en la escala de V y tiene una exactitud de % determine: Qué rango de voltaje podría mostrar el multímetro, si el valor ajustado de la fuente de voltaje es de 3.55 V, éste estará entre 3.53 V y 3.57 V Cálculo a) *0.005= 3.57 b) *0.005= 3.53 Qué rango de voltaje podría mostrar el multímetro, si el valor ajustado de la fuente de voltaje es de V, éste estará entre V y V Cálculo a) *0.005= b) *0.005= Qué rango de voltaje podría mostrar el multímetro, si el valor ajustado de la fuente de voltaje es de V, éste estará entre V y V Cálculo a) *0.005= b) *0.005= ) Qué escalas de voltaje tenía su multímetro digital, utilizado en la práctica? Cuál era su especificación digital? Cuál es la lectura máxima que puede desplegar? Sus Escalas eran 2V, 20V, 200V y 1000V Su máxima lectura era 1000V 3) Si su fuente de alimentación tiene control de corriente, Cómo se puede usar para minimizar la posibilidad de un cortocircuito? Se ajusta al mínimo para evitar un cortocircuito ya que solo se hacen pruebas de voltaje DIFICULTADES ENCONTRADAS 1. En un principio de la práctica, se diagnosticó que el multitester análogo estaba descalibrado y además una de sus puntas tenía como punta de prueba un terminal cocodrilo, el cual no era adecuado para la obtención de lecturas de voltaje (Nuestro instructor cambió el multitester) 2. La breadboard presentó fallas en algunas líneas de conexión horizontal y vertical. Éstas fueron encontradas utilizando el multímetro análogo por medio de Continuidad. 3. El interruptor S1 tenía un falso.

10 Continuación PROCEDIMIENTO SEGUIDO 4) Se realizaron las pruebas de voltaje en el circuito paralelo con las posiciones de los interruptores indicados en la tabla >Item Interruptor S1 Interruptor S2 1 Abierto Abierto 2 Cerrado Abierto 3 Abierto Cerrado 4 cerrado Cerrado 5) Luego de realizar las pruebas se procedió a anotar las conclusiones de estas mediciones del circuito paralelo. Parte 3. Medición de voltaje en circuito serie. 1) Se armó el siguiente circuito serie compuesto por un interruptor y dos resistencias de 220Ω alimentados por la fuente de voltaje utilizando la breadboard. 2) Se encendió la fuente de voltaje y se comprobó que tuviera los 15VDC necesarios para esta práctica.

11 CONCLUSIONES 1. En un circuito en serie se tienen caídas de voltaje y que su magnitud depende del valor de cada una de las resistencias utilizadas en el circuito eléctrico. 2. En un circuito en serie, la suma de cada una de las caídas de tensión es igual al valor de voltaje de la fuente. 3. En un circuito paralelo, el voltaje se mantiene constante, es decir no existen caídas de tensión BIBLIOGRAFÍA 1. Tippens, Paul E: Física, conceptos y aplicaciones, 7 Edición revisada, Mc Graw Hill, México Hayt, William H; Kemmerly E.; Durbin, Steven M: Análisis de circuitos en ingeniería, 7 edición, Mc Graw Hill, México 2007

12 Continuación PROCEDIMIENTO SEGUIDO 3) Se procedió a anotar el valor de voltaje registrado por el voltímetro a la salida de la fuente de alimentación. Se apagó la fuente de alimentación y se conectó el circuito dejándolos interruptores abiertos. 4) Se realizaron las pruebas de voltaje en el circuito paralelo con las posiciones de los interruptores indicados en la tabla Ítem Interruptor S1 1 Abierto 2 Cerrado 3 Abierto 5) Luego de realizar las pruebas se procedió a anotar las conclusiones de estas mediciones del circuito paralelo. EQUIPO UTILIZADO CANTIDAD MATERIAL Y EQUIPO 1 Tester Análogo 1 Tester Digital 1 Breadboard 1 Pinza 2 Resistencias de 220Ω 1 Fuente de voltaje DC regulado 2 interruptores