Laboratorio electrónico Nº 1 INSTRUMENTACION Objetivo Conocer instrumentación, equipos y herramientas Familiarizarse con la instrumentación, equipos y herramientas Objetivo específico Instalar la instrumentación Realizar mediciones con Multímetro analógico y digital Utilizar herramientas 1. Equipos y herramientas 2. Materiales 3. 1 Fuente de alimentación regulada DC (5 Voltios DC) 1 Multímetro analógico o digital 1 Protoboard (placa de prototipos) 1 Alicate de corte 1 Alicate de punta 1 Navaja 3 Resistencias de: 100, 200, y 300 Ohm, o valores aproximados 1/2 metro cable telefónico rígido Nº 22 ó cable de red :UTP-5 2 Puntas de prueba para Multímetro 2 Cables con banana - cocodrilo: rojo y negro, para la fuente de alimentación Conceptos previos Resistencia y código de colores: Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R, a la dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través de él. En el Sistema Internacional de Unidades, su valor se expresa en ohmios, que se designa con la letra griega omega mayúscula, Para su medida existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia. Una resistencia ideal es un elemento pasivo que disipa energía en forma de calor según la ley de Joule. También establece una relación de proporcionalidad entre la intensidad de corriente que la atraviesa y la tensión medible entre sus extremos, relación conocida como ley de Ohm: Donde i(t) es la corriente eléctrica que atraviesa la resistencia de valor R y u(t) es la diferencia de potencial que se origina. En general, una resistencia real podrá tener diferente comportamiento en función del tipo de corriente que circule por ella. Página 2 de 35
Comportamiento en corriente contínua: Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la misma forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en calor por efecto Joule. La ley de Ohm para corriente continua establece que: Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios. Código de colores: COLOR CODIGO Negro 0 Marrón Rojo Naranja Amarillo Verde Azul Violeta Gris Blanco 1 2 3 4 5 6 7 8 9 COLOR Tolerancia % Plata 10 Dorado 5 Por ejemplo: 1 2X 100000 +/- 10 % Entones el valor de esta Resistencia seria 1.200.000 Ohms +/- 10 % Esta resistencia también puede definirse por 1,2 Mega Ohm porque un Megohmios es igual a 1.000.000 ohm Por lo tanto 1,2 Megohmios son Igual a 1.200.000 Ohms Página 3 de 35
Multímetro analógico: U n Multímetro, a veces también denominado polímetro o tester, es un instrumento de medición que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos y magnitudes en el mismo dispositivo. Las funciones más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad. Multímetro digital: El Multímetro digital es un instrumento electrónico de medición que generalmente calcula voltaje, resistencia y corriente, aunque dependiendo del modelo de Multímetro puede medir otras magnitudes como capacitancia y temperatura. Gracias al Multímetro podemos comprobar el correcto funcionamiento de los componentes y circuitos electrónicos Partes y funciones de un Multímetro digital. A continuación describiremos las partes y funciones de un Multímetro, generalmente los Multímetro son semejantes, aunque dependiendo de modelos, pueden cambiar la posición de sus partes y la cantidad de funciones, es por eso que cada parte tiene un símbolo estándar que identifica su función. Página 4 de 35
a) b) c) d) e) Power: Botón de apagado-encendido. Display: Pantalla de cristal líquido en donde se muestran los resultados d e l a s mediciones. Llave selectora del tipo y rango de medición: Esta llave nos sirve para seleccionar el tipo de magnitud a medir y el rango de la medición. Rangos y tipos de medición: Los números y símbolos que rodean la llave selectora indican el tipo y rango que se puede escoger. En la imagen anterior podemos apreciar los diferentes tipos de posibles mediciones de magnitudes como el voltaje directo y alterno, la corriente directa y alterna, la resistencia, la capacitancia, la frecuencia, prueba de diodos y continuidad. Cables rojo y negro con punta: El cable negro siempre se conecta al borne o jack negro, mientras que el cable rojo se conecta al jack adecuado según la magnitud que se quiera medir. A continuación vemos la forma en que se conectan estos cables al Multímetro. f) Borne de conexión o jack negativo: Aquí siempre se conecta el cable negro con punta. g) Borne de conexión o jack para el cable rojo con punta para mediciones de voltaje (V), resistencia ( l siguiente. Página 5 de 35
h) Borne de conexión o jack para el cable rojo con punta para medición de miliamperes (ma). i) Borne de conexión o jack para el cable rojo con punta para medición de amperes (A). j) Zócalo de conexión para medir capacitares o condensadores. Utilizando el Multímetro digital A continuación mediremos algunas magnitudes utilizando el Multímetro digital. a) Midiendo resistencia: Medir una resistencia es un procedimiento sencillo, lo primero que hacemos es conectar los cables en los jacks correctos, luego movemos la llave selectora al símbolo resistor, si no lo sabemos, escogemos el rango más alto y lo disminuimos poco a poco hasta llegar a un cantidad diferente de uno (el uno indica que el rango es muy pequeño para medir esa resistencia) y con el mayor número de decimales, tocamos los extremos del resistor con las puntas roja y negra y finalmente multiplicamos la cantidad por el valor del rango. En la imagen anterior medí un resistor de 800 ohms y en la lectura me dio.809 por manejar el rango de 200 ohms a 2 kohms (2000 ohms), por lo que media realmente 809 ohms. Esto lo podemos comprobar teóricamente al observar las bandas del resistor y hacer las operaciones correspondientes por medio de su código de colores. Página 6 de 35
b) Midiendo voltaje (voltaje continuo o directo): Ahora mediremos una pila AA de 1.5 V, esta algo gastada así que veamos que sucede. Lo primero que haremos es colocar la punta del cable rojo en el electrodo positivo de la pila y el negro en el negativo, el resultado aparece en la pantalla del Multímetro como lo podemos ver a continuación. c) Midiendo capacitancia: Al medir un capacitor o condensador, este debe estar descargado ya que almacena energía, y se debe tener cuidado al medir corriente. Placa de prototipos PROTOBOARD: Una placa de pruebas, también conocida como protoboard o breadboard, es una placa de uso genérico reutilizable o semi permanente, usado para construir prototipos de circuitos electrónicos con o sin soldadura. Normalmente se utilizan para la realización de pruebas experimentales. Además de los Protoboard plásticos, libres de soldadura, también existen en el mercado otros modelos de placas de prueba. Patrón típico de disposición de las láminas de material conductor en un protoboard. Página 7 de 35
Fuente de alimentación regulada: En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (computador, televisión, impresora, router, etc.). Alicate de corte: Alicate de punta: Navaja: Página 8 de 35
4. Procedimiento a. Escoger 3 resistencias de distintos valores, y llenar el siguiente cuadro: Hacer uso del siguiente código de colores Resistencia Resistencia Leída Resistencia Medida Diferencia (RL-RM) Tolerancia % 1 2 3 5. Análisis 6. Síntesis 7. Bibliografía Página 9 de 35