Experimento 1

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COSTA RICA
II SEMESTRE 2003
ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
EL2107 LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN CORRIENTE CONTINUA
Profesores: Arys Carrasquilla B, Roberto Pereira A.
Laboratorio 1
Instrumentos de medición de magnitudes eléctricas.
I.
1.)
2.)
3.)
4.)
Objetivos
Conocer e interpretar la simbología de los instrumentos de medición de
voltaje, corriente y resistencia.
Conocer y aplicar las técnicas adecuadas para la medición de voltaje,
corriente y resistencia.
Manejar adecuadamente los instrumentos de medición de magnitudes
eléctricas.
Determinar fuentes de error en las mediciones de voltaje, corriente y
resistencia.
II.
Cuestionario introductorio
1.)
Cuando va a medir una tensión desconocida ¿Qué rango o escala debe
seleccionar inicialmente? Justifique.
Si el valor de tensión que se mide excede el rango ¿Qué debe hacer?
Justifique.
¿Qué tipo de error se introduce en una lectura cuando ésta NO se realiza
perpendicularmente a la carátula del instrumento de aguja?
Describa los siguientes términos con respecto al valor de una magnitud
leída de un instrumento de medición: ERROR, ERROR ABSOLUTO,
ERROR RELATIVO.
Explique qué son ERRORES SUBJETIVOS y ERRORES OBJETIVOS.
Indique al menos un ejemplo en cada caso.
Explique qué es ERROR A ESCALA MAXIMA.
¿Qué indica el parámetro de exactitud (accuracy) de un instrumento de
medición digital?
Investigue y describa los siguientes términos y conceptos relativos a los
instrumentos de medición.
a) Medir
l) Margen de medición
b) Magnitud de medición
m) Margen de indicación
c) Métodos de medición
n) Sensibilidad
d) Valor de la medición
o) Umbral de medición
e) Instrumento o equipo de
p) Punto cero mecánico
medición
q) Punto cero de escala
f) Medición Analógica
r) Consumo
propio
de
g) Mediciones Digitales
instrumento
h) Límites de error. Tipos de
s) Capacidad de carga de
error
instrumento
i) Precisión
t) Capacidad de sobrecarga
j) Valores nominales
instantánea
k) Clase
u) Valores
de
prueba
2.)
3.)
4.)
5.)
6.)
7.)
8.)
9.)
Investigue y realice una descripción detallada, con respecto a los métodos
de medición, sobre lo siguiente:
a) Elección del instrumento de medida. (Tome en cuenta exactitud y
precisión).
b) Mencione los procedimientos a seguir para realizar mediciones con
exactitud, utilizando instrumentos de medición.
c) Métodos de medición de tensión y medición de corriente.
d) Principio y funcionamiento del voltímetro y amperímetro de bobina
móvil.
e) Principio y Funcionamiento del voltímetro y amperímetro de hierro
móvil.
10.) Las resistencias de carbón están marcadas con 4 franjas de colores,
mediante las cuales el fabricante especifica su valor y el porcentaje de
tolerancia. Investigue como se emplea dicho código.
III.
Equipo
Multímetros: 1 analógico y 1 digital.
Fuente de tensión c.d. ajustable con indicadores digitales
Cables de conexión
Resistencias de 10 , 100, 330 , 470  , 5 K y 10 K.
1 Placa universal
1 Potenciometro
IV.
Circuitos de Medición:
+
Fuente
+
-
+
V

R
-
-
Circuito de Medición #2
Circuito de Medición #1
A
+
I1
-
A
+
I2
-
10v
5 K
10 K
Circuito de Medición #3
2
V.
Procedimiento
Primera Parte.
1.)
2.)
3.)
4.)
5.)
Uso del multímetro analógico: Copie la simbología y las escalas del
instrumento. Dibuje la carátula y los selectores de escala.
Uso del multímetro digital: Copie escalas del instrumento.
Uso del amperímetro SEW. Copie la simbología y las escalas del
instrumento. Dibuje la carátula y los selectores de escala.
Uso del voltímetro SEW. Copie la simbología y las escalas del
instrumento.
Explique el significado de cada uno de los símbolos encontrados
Segunda Parte
1.)
Recuerde siempre seleccionar la escala de CD de mayor rango en cada
uno de los instrumentos al iniciar las mediciones.
2.)
Ajuste los valores indicados en la Tabla 1 en la fuente de tensión
ayudándose con la pantalla indicadora. Mida separadamente con cada
uno de los instrumentos los valores de tensión en cada caso. Utilice el
circuito de medición 1 como guía. Anote en la Tabla 1 la escala utilizada,
los valores obtenidos y el porcentaje de error.
TABLA 1
Comparación de valores de voltaje determinados con los multímetros.
Valor Teórico
(V)
1.0
Escala
Analógico
Digital
Lectura
Analógico
Digital
% error
Analógico Digital
5.0
8.3
13.4
19.6
3.)
Ajuste 10V en la fuente de tensión ayudándose con la pantalla indicadora.
Mida la tensión utilizando el multímetro analógico. Observe la aguja
desde la izquierda y realice nuevamente la lectura. Observe la aguja
desde la derecha y repita la lectura. Anote todos los valores obtenidos.
4.)
Ajuste 0,7V en la fuente de tensión. Obtenga la lectura indicada por el
multímetro digital. Utilice la escala de 20V y obtenga nuevamente la
lectura. NO VARÍE LA TENSIÓN DE LA FUENTE. Anote los valores
obtenidos.
3
5.)
Mida las resistencias utilizando el multímetro digital y el analógico, anote
en la Tabla 2 los valores obtenidos, los valores reales de las resistencias
y el porcentaje de error. Utilice el circuito de medición 2 como guía.
TABLA 2
Comparación de valores de resistencia determinados con los multímetros
Valor teórico
()
M. Digital ()
M. Analógico ()
Digital
% error
Analógico
6.)
Haga un dibujo del potenciómetro. Identifique sus tres terminales con las
letras A, B, C.
7.)
Dibuje el símbolo del potenciómetro. Indique con las letras A, B, C a cual
terminal, según su dibujo, corresponde cada una. Identifique con claridad
el cursor del potenciómetro.
8.)
Mida la resistencia del potenciómetro entre sus extremos.
9.)
Mida la resistencia desde el cursor hasta cada uno de los extremos del
potenciómetro para al menos tres (3) posiciones. Anote sus valores en
una tabla.
10.) Arme el circuito de medición 3. Conecte correctamente los amperímetros
verificando que la polaridad sea correcta.
11.) Ajuste el voltaje de la fuente de alimentación CD a 10 V.
12.) Cambie la escala seleccionada en cada amperímetro hasta que pueda
realizar la lectura de la corriente. Use la menor escala posible sin exceder
la corriente máxima de esta.
13.) Mida las corrientes del circuito y anote sus valores en la Tabla 3. Calcule
el valor teórico de la corriente utilizando el valor de tensión de la fuente y
la resistencia teórica
4
TABLA 3
Medición de corrientes del circuito de medición 3
Nombre de la
corriente
I1
Valor Teórico
(A)
Escala
empleada
Valor
experimental
% error
I2
VI.
Evaluación
1.)
¿Cuál escala debe elegirse para medir un voltaje o corriente
desconocidos? Comente sobre el error producido al aumentar el valor
máximo de la escala para un mismo valor de voltaje.
¿Por qué en la medición de voltaje el multímetro debe conectarse en
paralelo con el elemento de interés?
¿Por qué en la medición de corriente el multímetro debe conectarse en
serie con el elemento de interés?
Comente sobre el error de paralaje. ¿Cómo afectó las mediciones
realizadas? Compare los valores obtenidos con el error de paralaje y la
medición sin error de paralaje.
Compare las mediciones realizadas con los valores teóricos y comente las
posibles fuentes de error. Comente sobre la exactitud de los multímetros
utilizados.
¿Cómo funciona un potenciómetro? Explique.
Calcule la suma de los valores de las resistencias medidas desde el
cursor hasta cada extremo del potenciómetro (punto 9 del procedimiento)
y compare esos valores con el valor de la resistencia medida entre los
extremos del potenciómetro (punto 8 del procedimiento).
2.)
3.)
4.)
5.)
6.)
7.)
ACB/PMF/RPA
5