Instrumentos eléctricos y sus aplicaciones.

Instrumentos eléctricos y sus aplicaciones.
18 de septiembre de 2012
INSTRUMENTOS ELECTRICOS Y SUS APLICACIONES.
AUTORES.
Orellana Vargas, Carlos Heriberto 00046311.
Orellana Vargas, Fermín José 00046411.
Grande Cóbar, Mauricio José 00098111.
Reinoza Miranda, Verónica Gissel 00078711.
.
INSTRUCTOR.
Francisco Silva.
1. RESUMEN.
El conocimiento sobre el uso de instrumentos eléctricos es de vital importancia en distintas
aplicaciones de ingeniería, ya que con dicho conocimiento se puede lograr un uso adecuado de los
mismos, alargando la vida útil de los instrumentos y haciendo más eficientes las operaciones en que
se necesite del uso de dichas herramientas. Para el caso, es importante conocer y comprender la
manera en que estos operan. En esta práctica se dio el énfasis a conocer el uso del multimedidor y el
generador de ondas y el cálculo de resistencias mediante el código de color. El primero se utiliza
para medir voltaje, corriente alterna y directa y la resistencia; el segundo es un aparato el cual es
capaz de generar señales sintonizables en frecuencia y voltaje.
2. PALABRAS CLAVE: Voltaje, frecuencia, resistencia, corriente alterna, corriente directa.
3. INTRODUCCION TEORICA.
Generador de ondas de audio sinusoidales
y cuadradas.
Un generador de ondas es un instrumento que
proporciona una señal continuamente
sintonizable en frecuencia y voltaje.
La señal sinusoidal la podemos entender
haciendo analogía con una batería cuya
diferencia de potencial entre bornes sea
variable.
Frecuencia es el número de veces que se
repite este ciclo por unidad de tiempo el
voltaje pico a pico (Vpp), que es la diferencia
entre los valores máximo y mínimo de
potencial.
Existen 3 tipos de señales sintonizables:
triangular, cuadrada y sinusoidal. Cualquiera
de estas señales podría “visualizarse” con
ayuda de un osciloscopio y medírseles tanto
en su frecuencia como su Vpp.
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El generador de ondas es también útil en la
determinación de frecuencias desconocidas.
Así, a la frecuencia de resonancia de circuitos
LC en serie o en paralelo, es útil para
determinar inductancias y capacitancias.
Fuente de poder
Señal sinusoidal.
Una fuente de poder es un instrumento
eléctrico que proporciona distintos niveles de
voltaje para corriente alterna y corriente
directa, en rangos variables de 0 a Vmax,
donde Vmax depende del modelo de fuente
usado.
Las Fuentes de Poder tienen aplicaciones nn
la industria, como fuentes de potencia de
diversos instrumentos; en electrónica, como
fuentes de potencia para circuitos; con fines
didácticos, para realizar ciertas experiencias,
como p. ej. La carga de placas del capacitor
en el experimento de Millikan; en el hogar
como fuente de potencia para diferentes
aparatos electrodomésticos, etc.
Señal cuadrada.
Multimedidor
El multimedidor es un instrumento utilizado
para medir: resistencia eléctrica (función de
OHMÍMETRO). Intensidad de corriente
alterna
y
directa
(función
de
AMPERÍMETRO). Voltaje directo y alterno
(función de VOLTÍMETRO).
El multimedidor consiste de:
Señal triangular.
Un generador de ondas puede ser utilizado en
amplificadores de audio, en las etapas de
audio de radio y televisión. Por ejemplo, en
medidas de un amplificador de alta fidelidad,
podemos considerar factores como: respuesta
de frecuencia, distorsión, control de tono, etc.
1.Display.
2.Perilla selectora de función.
3.Conexión positiva para
intensidad de corriente.
medidas
de
4.Terminal común (retorno) para todas las
mediciones.
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5. Terminal de entrada para mediciones de
tensión, continuidad, resistencia, prueba de
diodos, capacitancia y frecuencia de tensión.
4. MATERIALES Y METODOS.
1 Tablero de resistencias.
1 Multimedidor (Tester)
2 Fuentes de poder.
1 Generador de ondas.
Conectores.
Primero se procedió a la medición de voltaje
en corriente alterna del generador de ondas a
diferentes rangos de frecuencia, los cuales
variaron desde los 5 hertz hasta los 5
megahertz. Se fotografiaron las posiciones de
las perillas para dichos rangos. Luego se
midió el voltaje practico del generador
(voltaje Vrms) a diferentes valores ya
especificados de frecuencia.
Con las fuentes de poder también se midió el
voltaje Vrms a diferentes valores de voltaje
practico en corriente alterna y en corriente
directa.
Se utilizaron dos fuentes de poder diferentes.
Una es la fuente modelo S-30972-6, la cual
en su perilla de control se ve graduada en los
diferentes valores de voltaje, los cuales van
de 1 a 300. La fuente modelo 81330200 tiene
su perilla graduada en porcentaje de voltaje
Fig. 1. Tableta de resistencias.
Con la tableta de resistencias primeramente
se calculó la resistencia teórica de cada una
de ellas con ayuda del código de colores y
luego, con ayuda del multimedidor en función
de Ohmímetro, se obtuvo el valor de la
resistencia práctica.
Fig. 2 Multimedidor.
1. Perilla de control.
2. Terminales de entrada de voltaje.
3. Pantalla.
4. Botones de rango.
Finalmente, otra vez con las fuentes de poder,
se calcularon valores prácticos a diferentes
porcentajes de las fuentes de poder en
corriente alterna y directa, para luego
contrastar los valores teóricos con los valores
prácticos obtenidos.
Fig. 3 Fuente de poder S-30972-6.
1. terminales de corriente DC.
2. terminales de corriente AC.
3. Perilla de control.
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5. RESULTADOS Y DISCUSION.
Generador de ondas
f / (Hz) Vrms / V
Vpp / V
4500
0.111
0.313955
125
0.12
0.339411
75
0.118
0.333754
60 x 103
0.2
0.565685
500
0.204
0.576999
225
0.229
0.64771
Tabla 1. Frecuencias vs volajes
Voltajes / V
Voltaje seleccionado Voltaje medido DC Voltaje medido AC
100
117
7.07
150
158.3
7.07
200
209.4
7.07
Tabla 2. Voltajes de fuente de poder
Resistencias / Ohms
Res. Teórica
Res. Medida
10 x 102 ± 5%
1.201 x 103
10 x 102 ± 5%
1.067 x 103
22 x 103 ± 10%
263
100 ± 10%
133.4
22 ± 10%
24.9
100 ± 5%
120.4
Tabla 3. Resistencas teóricas vs medidas
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CONCLUSIONES.
1. El generador de ondas, transmite
voltaje pico a pico, el cual sirve
para medir la diferencia entre los
máximos y los mínimos valores de
potencial, la transmisión de este
voltaje se puede apreciar a través
de la fuente de poder de corriente
alterna.
2. El voltaje que se obtiene con
ayuda del tester es el voltaje RMS
(valor cuadrático medio), el cual
es una diferencia de potencial.
También es posible conocer los
valores prácticos de la corriente,
ya sea Alterna o Corriente, la
resistencia, entre otros valores.
3. Un método muy eficaz para medir
el valor de la resistencia es por
medio de los códigos de colores,
ya que proporciona un valor
teórico muy cercano al valor real o
práctico.
4. La corriente alterna recibe ese
nombre porque viene dada por una
función sinusoidal, la cual, como
su nombre lo indica, se alterna
positiva y negativamente; a
diferencia de la corriente directa
que viene dada por una función
cuadrada y la salida de la corriente
no varía, conservándose una
positiva y otra negativa.
5. Un mayor conocimiento en el
manejo
de
los
diferentes
instrumentos eléctricos garantiza la
obtención de resultados con un
menor grado de incerteza y una
mejor
observación
de
los
fenómenos a estudiar.
6. El Vpp siempre es mayor que el
Voltaje eficaz es por eso que los
datos obtenidos de manera
practica con el multimedidor y
con la fuente de poder son
diferentes (sin tomar en cuenta el
gran porcentaje de error) y
mantienen
esa
relación,
demostrándose teóricamente en la
formula: voltaje eficaz =Vpp/22
8. BIBLIOGRAFIA.
[1] Jhon P. McKelvin y Howard Grotch. Física para ciencias e ingeniería, volumen 2.
HARLA, México, 1ª edición, 1999.
[2] Susan M. LEA y John Robert BURKE. Física: La Naturaleza de las cosas. Internacional
Thomson Editores, México, 1999.
[3] Paul M. FISHBANE, Stephen GASIOROWICZ, y Stephen T. THORNTON. Física
para ciencias e Ingeniería, volumen 2. Prentice-Hall Hispanoamérica, México, 1ª edición,
1995.
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