Practica No. 3

Práctica No. 3

Medición de voltajes, corrientes y resistencias con el multímetro digital y comprobación de la Ley de Ohm.

 

Objetivos:

 

1.-        Conocer y utilizar las funciones básicas del multímetro digital (DMM: Digital Multi Meter) para medir voltajes, corrientes y resistencias

2.-        Comprobar prácticamente la Ley de Ohm en circuitos con resistencias en serie y en paralelo.

 

Material necesario:

Esta práctica se realizará en equipos de 3 ó 4 alumnos por equipo. Cada equipo de trabajo requiere el siguiente material:

 

-4 baterias de 1.5 volts (tamaño "AA" o "D").

-Un portapilas para las 4 baterias de 1.5 volts.

-Un metro de cable UTP de 4 pares.

-6 resistencias de 1000 Ohms,

 

Introducción

El voltaje, la corriente y la resistencia eléctrica son los parámetros básicos de todo circuito eléctrico y electrónico.  La manipulación de estos parámetros de manera controlada nos permite utilizar dichos circuitos para representar y transmitir información.

 

El multímetro digital

El multímetro digital (DMM, por sus siglas en inglés) es el instrumento de laboratorio que nos permite medir estos parámetros. Puede configurarse como voltímetro para medir voltajes entre 2 puntos, puede configurarse como amperímetro para medir la corriente que circula por alguna rama o componente de los circuitos eléctricos y se puede configurar como ohmetro para medir la resistencia eléctrica de algún componente o determinar la continuidad de los conductores eléctricos. Para medir voltaje el circuito debe estár energizado (activo) y las puntas del DMM se conectan en paralelo con los puntos en los que se desea medir voltaje, que se mide en Volts. Para medir corriente, el circuito debe estar activo y las puntas del DMM se conectan en serie con la rama del circuito en la que se desea medir la corriente, que se mide en Amperes o miliamperes. Para medir resitencia, el circuito debe estar desenergizado (pasivo) y las puntas del DMM se conectan en paralelo con el (los) elemento(s) de los que se quiere conocer su resistencia eléctrica.

 

El uso del protoboard

El ensamble del prototipo de un circuito se hace sobre un elemento denominado protoboard, tablero de prototipo (Véa la Ilustración 1). El protoboard permite montar y modificar fácil y rápidamente circuitos electrónicos sin necesidad de  soldaduras, y muchas veces, sin herramientas. Una vez que el circuito bajo experimentación está funcionando correctamente sobre el protoboard, puede procederse a su construcción en forma definitiva sobre un circuito impreso utilizando soldaduras para fijar e interconectar los componentes.

 

Las perforaciones del protoboard están separadas entre sí por una distancia de 0,1", distancia que corresponde a la separación entre pines o terminales de los circuitos integrados, principales componentes de los circuitos electrónicos actuales. Al  insertar las terminales de los componentes en las perforaciones del protoboard, el contacto eléctrico se realiza a través de laminillas que no están visibles, ya que se encuentran por debajo de la cubierta plástica aislante. Esta disposición también permite instalar fácilmente los demás componentes electrónicos tales como transistores, resistencias y capacitores, entre otros.  Para hacer las uniones entre puntos distantes de los circuitos, se utiliza alambre calibre 22 (alambre usado en los cables UTP).


Ilustración 1: Fotografía de un protoboard

 

 

 

 

Ilustracn 2: Esquema de conexiones del protoboard

 

 

 

 

 

Esquema de conexiones en el protoboard

Como se observa en las Ilustración 2, las columnas de orificios tienen cinco perforaciones que se conectan entre sí en forma vertical. Sin embargo entre una columna y otra no existe contacto. Además, existe un canal central a manera de separador, cuya distancia es igual a la que existe entre las filas de terminales de los circuitos integrados. Esto es con el fin de poder ubicar  sobre dicha separación, todos los circuitos integrados que utilice el prototipo. Las columnas a cada lado del canal central no están unidas entre sí, lo que establece dos áreas de conexiones para el circuito. Los contactos de las filas externas se unen entre sí pero en forma horizontal y reciben el nombre de buses. Las mayorías de los protoboards tienen dos buses a cada lado, normalmente indicados por líneas azul y roja. Estos buses son utilizados normalmente para realizar las conexiones de alimentación y tierra  (positivo y negativo de la batería) y así tener los polos de la batería accesibles desde cualquier punto del circuito donde sean necesarios.

 

Actividades

1.         Conocimiento del multímetro.

1.1       ¿Cuál es la marca y el modelo del multímetro que estás utilizando?

                        Bulldog modelo DT-831B+

 

 

1.2       ¿Qué debe hacer para encender el multímetro?

                      Girar el botón a cualquiera de las funciones

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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1.3       ¿Cuántas y cuáles son las posiciones del multímetro para medir voltajes de corriente directa

(V DC)?

                         5 posisiones    de 500, 200, 20, 2000m, 200m Voltios

 


1.4       ¿Cuántas y cuáles son las posiciones del multímetro para medir corrientes de DC (A DC)?

                         3 posiciones 200 miliamperios 20 miliamperios y 2000 nano amperios

 

 

 

 

1.5       ¿Cuántas y cuáles son las posiciones del multímetro para medir resistencias (Ohms)?

                       5 posiciones 200 ohms 2000 ohms 20 Kohms 200 Kohms 2000 Kohms

 

 

 

 

1.6       ¿Qué otras funciones y posisiciones tiene el multímetro que estás usando?

                       También mide corriente alterna, voltaje para baterías, diodos y transistores

 

 

 

 

2.-        Medición de voltajes

Instale las 4 baterias en el portapilas y prepare el multímetro para medir los 6 volts que entrega

el conjunto de baterias. Preparar el multímetro requiere los siguientes pasos: i) Colocar las puntas de prueba en su lugar correspondiente: punta Negra en entrada "Común", punta Roja en "V-Ohms", ii) Colocar la perilla en la posición adecuada (V DC en escala mayor o igual a 6) y iii) Encender el multímetro.

 

2.1       Mida el voltaje que entrega el conjunto de baterías colocando una punta en cada contacto de salida del portapilas. ¿Qué número aparece en la pantalla del multímetro?

                                                                                                                                      6.28 V

 

2.2       Intercambia las puntas en los contactos de salida del portapilas. ¿Qué número aparece en la pantalla del multímetro?

                                                                                                                                      -6.28 V                        

 

Nota: Una de las mediciones anteriores deberá aparecer con un signo negativo ("-"), lo que indica que el voltaje medido tiene una polaridad invertida con respecto a las puntas del DMM.

 

3.         Medición de resistencias

Prepare el multímetro para medir resistencias ejecutando los siguientes pasos: i) Colocar las puntas de prueba en su lugar correspondiente: punta Negra en entrada "Común", punta Roja en "V-Ohms", ii) Colocar la perilla en la posición adecuada (Ohms en la escala adecuada) y iii) Encender el multímetro.

 

3.1       Coloca las resistencias a medir sobre la mesa de manera que sus alambres de conexión estén libres y facilmente accesibles. Coloca las puntas del multímetro una en cada alambre de conexión de la resistencia y reporte el resultado en la tabla siguiente:

 

Resistencia

Colores

Valor teórico

Valor Medido

1

Rojo, negro, cafe y oro

200 ohm

197.3 ohm

2

Café, negro, rojo ,oro

1000 ohm

997 ohm

3

Café, negro, negro, oro

10 ohm

10.5 ohm

 

3.2       ¿Que sucede durante la medición de resistencias si intercambias las puntas entre los alambres de conexión de las resistencias?

                        

                     Se obtiene la misma medición ya que la resistensia no tiene polaridad

 


4.         Comprobación de la Ley de Ohm en Resistencias en serie

Ensamble el siguiente circuito con resistencias en serie:

                               

 
 

 

 4.1       Mida y  compruebe que los voltajes de R1 y R2 y la corriente del circuito corresponden con las mostradas en la figura (mismas que fueron calculadas en clase).

VBATERIAS: 9 V                                    VR1:  4.65 V                                                                 VR2: 4.65 V                                                                  VR1  + VR2:  9.3 V                                                     

 

4.2       Desconecta la batería y mide el valor de las resistencias conectadas en serie: Rserie: 396 ohm    

 

4.3       En el circuito serie anterior sustituye R2 con una resistencia de 100 Ohms y vuelve a medir los siguiente valores:

VBATERIAS: 9 V                                     VR1:  5.98 V                                                                VR2: 2.99v                                                                VR1  + VR2:  8.97 v                                                    

 

4.4       Desconecta la batería y mide el valor de las resistencias conectadas en serie: Rserie: 300 V 

 

4.5       En el circuito serie anterior sustituye R2 con una resistencia de    220      Ohms y vuelve a medir los siguiente valores:

VBATERIAS: 9 V                                     VR1:  4.27 V                                                                VR2:  4.7 V                                                                VR1  + VR2: 8.98                                                       

 

4.6       Desconecte la batería y mida el valor de las resistencias conectadas en serie: Rserie: 420     

 

5.         Comprobación de la Ley de Ohm en Resistencias en paralelo y medición de corriente.

Ensamble el siguiente circuito con resistencias en paralelo:


 

 

5.1       Mida y  compruebe que las corrientes de R1 y R2 y la corriente del circuito corresponden con las mostradas en la figura (mismas que fueron calculadas en clase).

 

 

VBATERIAS: 9 v                                      Itotal:18.1 amperios                               IR1:  8.95 V                                             IR2:  8.89 V                                              IR1 + IR2:  8.9 V                                    

 

 

5.2

 

Desconecta la batería y mide el valor de las resistencias conectadas en paralelo:

 

Rparalelo:  1.9 kohm                                 

5.3

En el circuito paralelo anterior sustituye R2 con una resistencia de 100 Ohms y vuelve a

medir

 

los siguiente valores:

 

 

Itotal:  97.9 mA                                          IR1: 8.85 V                                             

IR2:  8.9 V                                              IR1 + IR2:  8.89 V                                      

 

 

5.4

 

Desconecta la batería y mide el valor de las resistencias conectadas en paralelo:

 

 

Rparalelo:   1090 OHMs                             

 

 

5.5

 

En el circuito paralelo anterior sustituye R2 con una resistencia de 2000 Ohms y vuelve

 

a medir

 

los siguiente valores:

 

 

Itotal13.6 mA                                          IR1: 8.95 V                                             

IR2:  8.9 V                                              IR1 + IR2:  8.99 V                                      

 

 

5.6

 

Desconecte la batería y mide el valor de las resistencias conectadas en paralelo:

 

 

Rparalelo:  2990 OHMs                              

 

 

6.-

 

Comentarios y conclusiones

 

                       EN ESTA PRACTICA APRENDIMOS A MANEJAR  MUCHO MEJOR EL MULTIMETRO , ACONSTUIR  Y MEDIR  AMPERAJES  Y  VOLTAJES QUE A TRAVES DE UN CIRCUITO EN SERIE Y OTRO EN PARALELO,  ATAVES DE LA PRUEBA Y ERROR CONSE GUIMOS LOS VALORES BUSCADOS, AUNQUE AL FINAL NOS DIMOS CUENTA QUE CON EL PROGRAMA COCODRILO TODO RESULTABA MUCHO MAS FACIL        
 
 
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