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Indicadores de logro:
Mide voltaje y corriente eléctrica empleando un multímetro.
Identifica el valor de resistencias eléctricas según código de color y multímetro.
Existen magnitudes o propiedades básicas que se miden directamente con un instrumento particular. ¿Conoces algunas? Seguramente sí. Por ejemplo, con la regla podemos medir la longitud de un lápiz y con el termómetro, la temperatura de un líquido. Pero hay otras magnitudes, como: el voltaje, la corriente y la resistencia eléctrica que pueden ser medidas todas con un mismo instrumento: el multímetro. ¿Sabes cómo medirlas? Aprendamos a usar este versátil instrumento.
Lisa: ¿Has notado muchos de los dispositivos de la casa, tales como el reloj de pared, el control de la TV o la lámpara de mano funcionan con baterías? Conozcamos qué información trae una batería.
A. ¿De dónde tomamos la energía eléctrica o electricidad
Materiales: una batería de tamaño AA y una de tamaño AAA.
Procedimiento:
Tu docente te orientará cómo tomar una medición con el multímetro.
Responde en tu cuaderno de trabajo las preguntas que se muestran a continuación.
a. ¿Qué valor de voltaje (V) lees en la batería AAA y en la AA?
Lisa: En las baterías de esta linterna encendida está transformándose energía química en energía eléctrica; y en la bombilla, se transforma energía eléctrica en luz.
Luis: Otros dispositivos que también funcionan con electricidad van conectados a un tomacorriente.
b. ¿Podrías mencionar algunos de los dispositivos que van conectados al tomacorriente de tu casa o centro escolar?
Lisa: Del mismo modo que el flujo de agua que pasa por la manguera se detiene si doblo una parte de ella, se comporta la electricidad que pasa por un solo alambre si retiro uno de los focos, aunque siga conectada una batería en el circuito.
c. ¿Qué pasaría si retiras uno de los focos cuando los demás están encendidos?
En las regletas o extensiones de corriente se enchufan varios dispositivos eléctricos.
d. ¿Por qué crees que siguen funcionando los demás dispositivos cuando desconectas uno de ellos de una regleta?
Nico: Yo necesito el voltaje eléctrico que genera mis baterías para funcionar.
Notación
El ampere es la unidad de corriente eléctrica, su símbolo es «A»
El volt es la unidad de voltaje, su símbolo es «V»
El ohm es la unidad de la resistencia eléctrica, su símbolo es «Ω»
La corriente directa o continua (CD o CC) la producen las baterías y las celdas fotovoltaicas. Tienen dos terminales o bornes. Uno es positivo (+) y el otro negativo (-). ¿Qué te parece si aprendemos a medir el voltaje y la corriente directos con el multímetro?
B. Midiendo voltaje directo de baterías conectadas en serie
Materiales: (para las actividades B a D) multímetro y puntas de prueba, 2 resistencias: 100 Ω y 330 Ω, de 0.5 W, 2 baterías AA de 1.5 V, 4 cables de conexión tipo cocodrilo.
Procedimiento:
Enchufa el cable negro al borne COM (negro) y el rojo al borne VΩmA (rojo) o INPUT del multímetro. Enciéndelo.
2. Coloca el selector de rango a la escala 20 en Voltaje Directo. Pon en contacto la punta positiva con el borne positivo de una pila y procede igual con el negativo.
3. Mide el voltaje. Ahora, instala las dos baterías al porta baterías y responde lo que se te indica en tu cuaderno de trabajo.
a. ¿Qué voltaje total miden ambas baterías?
C. Midiendo el voltaje y la corriente de dos resistencias eléctricas conectadas en serie
Procedimiento:
Conecta ambas resistencias a los extremos de un cable cocodrilo y luego, conecta uno de los cables del porta baterías al extremo de una resistencia usando otro cable cocodrilo.
Conecta la otra conexión del porta baterías al otro extremo libre de la resistencia con un cable cocodrilo.
Mide el voltaje de cada resistencia y responde lo que se te indica en tu cuaderno de trabajo.
a. ¿Cuánto es la suma de los voltajes de ambas resistencias?
4. Desconecta las dos puntas del multímetro y pon el selector de rango en corriente directa (símbolos: A - - - o DCA) en la escala 20 m (así preparamos el multímetro para medir corrientes continuas no mayores a 20 mA).
5. Conecta las puntas del multímetro y mide la corriente que pasa en ambas resistencias y registra la lectura del multímetro.
6. Desconecta cualquiera de las resistencias del circuito y conecta los cables cocodrilos que iban en la resistencia desconectada. Responde lo que se indica en tu cuaderno de trabajo: ¿Hay diferencia en la corriente eléctrica medida en cada resistencia? ¿Cuál?
Carlos: Si lo notaste, las resistencias tienen una serie de colores en su contorno, es una identificación que se llama código de colores.
La corriente eléctrica directa se mide conectando en serie el multímetro y el resistor. El circuito está conectado a una batería o pila.
D. Obteniendo el valor de la resistencia eléctrica de dos maneras
Procedimiento:
Coloca el selector de rango del multímetro en Ω en la escala 1k, 2K o 2000.
Mide el valor de cada una de las resistencias.
Responde lo que se indica en tu cuaderno de trabajo:
Escribe el valor de las resistencias eléctricas medidas con el multímetro. Resistencia 100 Ω y 300 Ω.
Observa la información que muestra la tabla de código de colores. Lee el valor de la resistencia interpretando el color de sus bandas según la tabla de códigos de colores.
5. Orienta la resistencia frente a ti de tal forma que el grupo de bandas más cercanas entre sí quede a tu izquierda. Las primeras dos bandas son los primeros dos dígitos significativos del valor de la resistencia.
6. Utiliza la tabla de código de colores para buscar el color café (1° banda) en la columna «1er dígito», de la tabla de código de colores. Es: 1. Luego busca el negro (2° banda) en la columna «2do dígito», es: 0. La 3ra banda indica el coeficiente multiplicador. En la columna «Multiplicar» para el café es ×10. La banda más retirada a la derecha indica la tolerancia: 0.05 % para el gris.
7. Escribe los número en el orden de los colores (café-negro-café) para calcular la resistencia (sin tolerancia incluida): 10 × 10 = 100 Ω (valor representativo).
8. Encuentra la tolerancia de 100 Ω así: 0.05 % = 0.0005, entonces multiplica 0.0005 × 100 Ω = 0.05 Ω
9. Encuentra el intervalo operando 100 Ω - 0.05 Ω = 99.95 Ω y 100 Ω + 0.05 Ω = 100.05 Ω. La resistencia real está entre 99.95 Ω y 100.05 Ω
10. Calcula el valor de la resistencia mostrada en la imagen.
E. Calculando voltajes de arreglos y leyendo resistencias eléctricas
Lisa: Encuentra con tus compañeros, el valor del voltaje total de los siguientes arreglos de baterías. Cada batería equivale a 1.5 V
Irene: Expón en equipos el procedimiento para encontrar el valor de las resistencias de las figuras, usando el código de colores.
Nico: No olvides que la corriente eléctrica se mide en serie y el voltaje un paralelo en el circuito eléctrico.
¿Qué aprendimos?
Construimos un circuito de corriente eléctrica directa continua, donde medimos tres magnitudes físicas de la electricidad: corriente eléctrica directa, voltaje directo y resistencia eléctrica.
Elaboramos un circuito con baterías y resistencias eléctricas. Utilizamos un multímetro para medir el voltaje, la corriente y la resistencia. Aprendimos que debemos de preparar el multímetro antes de medir las magnitudes. Medimos el voltaje de una batería poniendo en contacto las puntas del multímetro en los bornes positivo y negativo de la batería cuidando la polaridad.
Para medir una resistencia, cualquier polaridad de las puntas del multímetro van en sus extremos. Para medir la corriente debemos abrir el circuito, de lo contrario, podríamos dañar el multímetro.
También calculamos el valor de la resistencia eléctrica que garantiza el fabricante, utilizando el código de colores. Observamos que ambos valores (teórico y experimental) no son significativamente diferentes.
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