LABORATORIO #1 / FÍSICA ELECTROMAGNÉTICA / UFPS
LABORATORIO N° 1
MEDICIONES
UNIVERSIDAD
FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍA – PLAN DE ESTUDIO DE INGENIERÍA CIVIL
INGENIERÍA CIVIL.
CUCUTA
2016
- RESUMEN
En esta práctica
aprendemos a interpretar los resistores de acuerdo a los colores que este
contenga con el fin de conocer su resistencia eléctrica. Además utilizaremos el
Multímetro Digital para comprobar si las lecturas hechas son correctas y nos
familiarizamos con algunos componentes básicos de los circuitos eléctricos.
- OBJETIVOS
Objetivo
General:
Reconocer y utilizar el Multímetro digital para medir
algunos componentes básicos de los circuitos como fuentes de voltaje,
corrientes y resistores.
Objetivos
específicos
1. Aplicar el
código de colores para determinar valores de resistencias eléctricas.
2. Realizar
mediciones eléctricas de resistencias con un multímetro.
- DESARROLLO TEORICO
Las
mediciones eléctricas son los métodos, dispositivos y cálculos usados para
medir cantidades eléctricas. La medición de cantidades eléctricas puede hacerse
al medir parámetros eléctricos de un sistema.
Las
variables que se miden comúnmente en electricidad son la corriente eléctrica,
el voltaje y la resistencia.
La
corriente eléctrica es el paso de electrones por un circuito o a través de un
elemento de un circuito (receptor), es por esto que se considera como un
movimiento de electrones. Estos electrones no tienen dificultad en pasar por
los conductores, pero cuando pasan por un receptor a estos electrones les
cuesta más trabajo, debido a que estos les presentan más resistencia. A esto
llamamos resistencia eléctrica.
La
Resistencia Eléctrica es la oposición o dificultad al paso de la corriente
eléctrica. Cuanto más se opone un elemento de un circuito a que pase por el la
corriente, más resistencia tendrá.
Todos
los elementos de un circuito tienen resistencia eléctrica, excepto los
conductores que se considera caso cero (aunque tienen un poco). Se mide en
Ohmios (Ω) y se representa con la letra R.
|
Algunos
ejemplos de resistores
Fig.1.
|
Estos
resistores son fabricados para oponerse al paso de la corriente y lograr que no
supere una cantidad determinada, la cual sería la resistencia que este tiene.
Su resistencia viene dada por un código de colores.
Vemos
en la figura anterior de varias resistencias como las resistencias vienen con unas
franjas o bandas de colores.
Códigos
de colores.
Algunas
resistencias tienen bandas de colores, que nos permiten conocer el valor de
estos elementos. Hay resistencias de 4, 5 y 6 anillos de color. En la siguiente
tabla nos indica los valores normalizados:
|
COLOR
|
VALOR
|
MULTIPLICADOR
|
% TOLERANCIA
|
CT
|
|
Negro
|
0
|
1
|
|
200
|
|
Marrón
|
1
|
101
|
±1
|
100
|
|
Rojo
|
2
|
102
|
±2
|
50
|
|
Naranja
|
3
|
103
|
|
15
|
|
Amarillo
|
4
|
104
|
|
25
|
|
Verde
|
5
|
105
|
±0.5
|
|
|
Azul
|
6
|
106
|
±0.25
|
10
|
|
Violeta
|
7
|
107
|
±0.1
|
5
|
|
Gris
|
8
|
|
|
1
|
|
Blanco
|
9
|
|
|
|
|
Oro
|
|
0.1
|
±5
|
|
|
Plata
|
|
0.01
|
±10
|
|
|
Sin color
|
|
|
±20
|
|
Para
encontrar el valor de una resistencia, tenemos que utilizar el método
siguiente: el primer color indica las decenas, el segundo las unidades y con
estos dos colores tenemos un número que tendremos que multiplicar por el valor
equivalente del tercer color y el resultado es el valor de la resistencia. El
cuarto color es el valor de la tolerancia. Para resistencia de cinco y seis
colores, se utiliza los primeros tres colores forman el número, que hay que
multiplicar por el valor equivalente del color. El quinto es el valor de la
tolerancia y el sexto, para el de seis colores es el coeficiente de
temperatura.
Unidades
eléctricas utilizadas en el laboratorio.
La unida que trabajaremos en
este laboratorio es el Ohmio. Un ohmio es la resistencia eléctrica que existe
entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante
de 1 voltio aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una
corriente de intensidad 1 amperio, cuando no haya fuerza electromotriz en el
conductor:
Equipos
de medición.
Óhmetro. Es un instrumento para medir la
resistencia eléctrica. El diseño de un óhmetro se compone de una pequeña
batería para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego
mediante un galvanómetro medir la corriente que circula a través de la
resistencia. La escala del galvanómetro está calibrada directamente en ohmios,
ya que en aplicación de la ley de Ohm, al ser el voltaje de la batería fija, la
intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de
la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de
corriente y viceversa.
Multímetro. Un multímetro, llamado también polímetro
o tester, es un instrumento que ofrece la posibilidad de medir distintas
magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro,
amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por el personal técnico en
toda la gama de electrónica y electricidad. Existen distintos modelos que
incorporan además de las tres funciones básicas antes citadas otras mediciones
importantes, tales como medida de inductancias y capacitancias; comprobador de
diodos y transistores; o escalas y zócalos para la medida de temperatura
mediante termopares normalizados.
En
este laboratorio trabajaremos con el multímetro, y su forma de empleo para
determinar la resistencia eléctrica estará explicada en la sección de detalles
experimentales.
- DETALLES EXPERIMENTALES
-
Pasos para determinar el valor teórico de un resistor.
1.
Tomar el resistor e identificar los colores que esté
presente (Se debe tener en cuenta que hay que leer el resistor de izquierda a
derecha, y la última banda suele ser de oro, plata o sin color).
2.
Según la tabla de colores presente en el desarrollo
teórico (Figura 1) determinaremos el significado de cada color.
3.
Las bandas presentes en el resistor serán catalogadas
de la siguiente forma: la última banda indicara la tolerancia (precisión). De
las restantes la última es la que representa el multiplicado y las otras los
dígitos.
4.
Al valor de la resistencia se le aplicara el
porcentaje de tolerancia para así obtener un rango de exactitud.
-
Pasos para medir la resistencia de un resistor con un
multímetro.
1.
Conectar las puntas de prueba del multímetro de la
siguiente forma: Negro a COM y rojo a +VΩ.
2.
Encender el multímetro y probarlo uniendo las dos
puntas de prueba entre sí. La medida que deberá indicar el multímetro deberá
ser cero (0).
3.
Movemos la perilla al campo de la magnitud que vamos a
medir, en este caso mediremos resistencia así que se moverá a OHMs (Ω).
4.
Empezando con la mayor escala, colocaremos las puntas
de prueba entre los extremos del resistor para que se nos muestre la lectura. A
continuación se debe ir descendiendo de escala hasta llegar a la menor.
- RESULTADOS EXPERIMENTALES
VALORES DE LAS RESISTENCIAS SEGÚN EL CODIGO DE
COLORES.
-
Valor de la
resistencia número 1 (R1).
|
ROJO
|
MORADO
|
ROJO
|
PLATA
|
VALOR DE LA RESITENCIA
|
|
2
|
7
|
102
|
10% de tolerancia
|
27x102 Ω
con 10% de tolerancia
|
27×102
Ω = 2.700 Ω
Ahora se
calculara el rango de exactitud mediante el porcentaje de tolerancia.
2700 Ω ×
= 270 Ω
El mínimo valor de la
resistencia será:
2700 Ω – 270 Ω = 2430 Ω
El máximo valor de la resistencia será:
2700 Ω + 270 Ω = 2970 Ω
-
Valor de la
resistencia número 2 (R2).
|
NARANJA
|
NARANJA
|
VIOLETA
|
SIN COLOR
|
VALOR DE LA RESITENCIA
|
|
3
|
3
|
107
|
20% de
tolerancia
|
33×107 Ω
con 20% de tolerancia
|
33×107
Ω = 330’000.000 Ω
Ahora se
calculara el rango de exactitud mediante el porcentaje de tolerancia.
33×107 Ω
×
= 66×106
Ω
El mínimo valor de la
resistencia será:
33×107 Ω – 66×106 Ω = 264×106 Ω
El máximo valor de la resistencia será:
33×107 Ω + 66×106 Ω = 396×106 Ω
-
Valor de la
resistencia número 3 (R3).
|
NARANJA
|
NARANJA
|
ROJO
|
SIN COLOR
|
VALOR DE LA RESITENCIA
|
|
3
|
3
|
102
|
20% de
tolerancia
|
33×102 Ω
con 20% de tolerancia
|
33×102
Ω = 3.300 Ω
Ahora se
calculara el rango de exactitud mediante el porcentaje de tolerancia.
3.300 Ω ×
= 660 Ω
El mínimo valor de la
resistencia será:
3.300 Ω – 660 Ω = 2.640 Ω
El máximo valor de la resistencia será:
3.300 Ω + 660 Ω = 3.960 Ω
A continuación
se mostrara la una tabla con los datos obtenidos de las mediciones del
multímetro con cada uno de los resistores: Tabla
2
|
RESISTOR
|
R1
|
R2
|
R3
|
|
Escala
20 MΩ
|
0.00 MΩ
|
0.00 MΩ
|
0.00 MΩ
|
|
Escala
2 MΩ
|
0.002 MΩ
|
0.00 MΩ
|
0.003 MΩ
|
|
Escala
20 KΩ
|
2.67 KΩ
|
0.32 KΩ
|
3.29 KΩ
|
|
Escala
2 KΩ
|
1 KΩ
|
0.327 KΩ
|
1 KΩ
|
|
Escala
200 Ω
|
1 Ω
|
1 Ω
|
1 Ω
|
|
Valor
resistencia
|
2.67
KΩ / 2670 Ω
|
0.327
KΩ / 327 Ω
|
3.29
KΩ / 3290 Ω
|
Por ultimo vamos
a hacer una comparación entre los datos obtenidos de manera teórica y de manera
práctica: Tabla
3
|
Colores
|
Valor
teórico
|
Valor
medido
|
|
Rojo-Morado-Rojo-Plata
|
2430 Ω a 2970 Ω
|
2.67 KΩ / 2670 Ω
|
|
Naranja-Naranja-Violeta-Sin
color
|
264×106 Ω a 396×106 Ω
|
0.327 KΩ / 327 Ω
|
|
Naranja-Naranja-Rojo-Sin
color
|
2.640 Ω a 3.960
Ω
|
3.29 KΩ / 3290 Ω
|
- PROCESAMIENTO DE DATOS
A.
Código de colores.
1.
Complete la siguiente tabla (Tabla 1).
|
COLORES DE RESISTENCIA
|
VALOR (Vm=Valor mínimo, VMx=Valor máximo)
|
|
Rojo-Marrón-Amarillo-Oro
|
21×104 Ω
con 5% de tolerancia
210000Ω×0.05 =
10500Ω
Vm = 210000Ω-10500Ω
= 199500Ω
VMx = 210000Ω+10500Ω
= 220500Ω
|
|
Azul-Verde-Marrón-Plata
|
65×101 Ω
con 10% de tolerancia
650Ω×0.1 = 65Ω
Vm = 650Ω-65Ω
= 585Ω
VMx = 650Ω+65Ω
= 715Ω
|
|
Marrón-Negro-Oro-Oro
|
10×0.1 Ω
con 5% de tolerancia
1×0.05 = 0.05Ω
Vm = 1Ω-0.05Ω =
0.95Ω
VMx = 1Ω+0.05Ω
= 1.05Ω
|
|
Marrón-Marrón-Naranja-Oro
|
11×103 Ω
con 5% de tolerancia
11000Ω×0.05 = 550Ω
Vm = 11000Ω -
550Ω = 10450 Ω
VMx = 11000Ω +550Ω
= 11550 Ω
|
|
Verde-Azul-Amarillo-Sin
color
|
56×104 Ω
con 20% de tolerancia
560000Ω×0.2 =
112000Ω
Vm = 560000Ω -
112000Ω =448000Ω
VMx=560000Ω +112000Ω
=672000Ω
|
|
Rojo-Negro-Oro-Oro
|
20×0.1 Ω
con 5% de tolerancia
2Ω×0.05 = 0.1Ω
Vm = 2Ω - 0.1Ω
= 1.9Ω
VMx = 2Ω + 0.1Ω
= 2.1Ω
|
|
Naranja-Naranja-Naranja-Oro
|
33×103 Ω
con 5% de tolerancia
33000Ω×0.05 = 1650Ω
Vm = 33000Ω -1650Ω
=31350 Ω
VMx=33000Ω +1650Ω
=34650 Ω
|
|
Marrón-Rojo-Oro-Plata
|
12×0.1 Ω
con 10% de tolerancia
1.2Ω×0.1 = 0.12Ω
Vm = 1.2Ω - 0.12Ω
= 1.08Ω
VMx=1.2Ω + 0.12Ω
= 1.32Ω
|
|
Marrón-Rojo-Rojo-Oro
|
12×102 Ω
con 5% de tolerancia
1200Ω×0.05 = 60Ω
Vm = 1200Ω -60Ω
= 1140Ω
VMx=1200Ω +60Ω
= 1260Ω
|
|
Marrón-Negro-Rojo-Oro
|
10×102 Ω
con 5% de tolerancia
1000Ω×0.05 = 50Ω
Vm = 1000Ω -
50Ω = 950Ω
VMx= 1000Ω + 50Ω
= 1050Ω
|
|
Marrón-Negro-Marrón-Oro
|
10×101 Ω
con 5% de tolerancia
100Ω×0.05 = 5Ω
Vm = 100Ω - 5Ω=
95Ω
VMx= 100Ω + 5Ω=
105Ω
|
|
Rojo-Naranja-Verde-Sin
Color
|
23×105 Ω
con 20% de tolerancia
2300000Ω×0.2 =
460000Ω
Vm = 2300000Ω -
460000Ω = 1840000Ω
VMx=2300000Ω +
460000Ω = 2760000Ω
|
|
Rojo-Rojo-Verde-Plata
|
22×105 Ω
con 10% de tolerancia
2200000Ω×0.1 =
220000Ω
Vm = 2200000Ω -
220000Ω = 1980000Ω
VMx=2200000Ω +
220000Ω = 2420000Ω
|
|
Naranja-Blanco-Rojo-Oro
|
39×102 Ω
con 5% de tolerancia
3900Ω×0.05 = 195Ω
Vm = 3900Ω - 195Ω
= 3705Ω
VMx=3900Ω + 195Ω
= 4095Ω
|
|
Naranja-Naranja-Negro-Plata
|
33×1 Ω
con 10% de tolerancia
33Ω×0.1 = 3.3Ω
Vm = 33Ω - 3.3Ω
= 29.7Ω
VMx= 33Ω+3.3Ω =
36.3Ω
|
|
Verde-Azul-Marrón-Sin
Color
|
56×101 Ω
con 20% de tolerancia
560Ω×0.2 = 112Ω
Vm = 560Ω -
112Ω = 448Ω
VMx= 560Ω +
112Ω = 672Ω
|
|
Marrón-Marrón-Marrón-Oro
|
11×101 Ω
con 5% de tolerancia
110Ω×0.05 = 5.5Ω
Vm = 110Ω -
5.5Ω = 104.5Ω
VMx=110Ω + 5.5Ω
= 115.5Ω
|
|
Rojo-Marrón-Marrón-Plata
|
21×101 Ω
con 10% de tolerancia
210Ω×0.1 = 21Ω
Vm = 210Ω - 21Ω=
189Ω
VMx= 210Ω + 21Ω=
231Ω
|
|
Rojo-Rojo-Marrón-Oro
|
22×101 Ω
con 5% de tolerancia
220Ω×0.05 = 11Ω
Vm = 220Ω - 11Ω
= 209Ω
VMx = 220Ω +
11Ω = 231Ω
|
|
Rojo-Marrón-Verde-Plata
|
21×105 Ω
con 10% de tolerancia
2100000Ω×0.2 =
210000Ω
Vm = 2100000Ω -
210000Ω = 1890000Ω
VMx=2100000Ω +
210000Ω = 2310000Ω
|
Análisis del laboratorio:
1.
Cuando usted ensaya el multímetro uniendo las puntas
de prueba entre sí. ¿Qué lectura ofrece el instrumento cuando sus puntas están
en contacto?
R. Cuando sus puntas están en contacto la
lectura ofrecida por el multímetro es cero (0).
2.
¿Cuál debe ser el criterio para escoger la escala más
apropiada cuando se va a medir una resistencia?
R. Se deben comparar las lecturas dadas y
de estas se escogerá como la más apropiada aquella que tenga mayor número de
cifras significativas, sin embargo se debe tener en cuenta que el valor teórico
obtenido a través del análisis del código de colores del resistor, este dentro
del rango establecido por cada escala, de no ser así el valor obtenido no
tendrá fundamento, tal y como nos ocurrió con el resistor numero 2 (R2).
3.
¿Qué ocurre cuando se va a medir continuidad y uno de
los cables está roto?
R. Si uno de los cables utilizados se
encuentra roto, tendremos un circuito abierto, lo que significa que no
tendremos continuidad. Esto hará que el multímetro nos marque infinito, nos
muestre una medida errónea, o en otros casos no nos muestre medida.
4.
¿Los seres humanos tienen resistencia eléctrica?
Explique.
R. Si, debido a
que nuestro cuerpo es un conductor de corriente gracias a los electrones que lo
conforman y al presentarse un paso de corriente eléctrica por nuestro cuerpo,
significa que este también tiene una resistencia eléctrica. Esta resistencia
depende de diversos factores. El estado de nuestra piel, la temperatura del
ambiente e incluso el hecho de haber ingerido bebidas alcohólicas podrían
significar un cambio en la resistencia eléctrica que nuestro cuerpo.
CONCLUSIONES
ESTE BLOG SE RESERVA DICHO MATERIAL INTELECTUAL
- BIBLIOGRAFIA
Cecilio Mendoza
Reyes. Guías de laboratorio de física 1 (Mecánica). Incertidumbre de
mediciones. 2015. 5-9
Mediciones
eléctricas – Wikipedia.
https://es.wikipedia.org/wiki/Mediciones_el%C3%A9ctricas
Corriente
eléctrica – Área tecnología
http://www.areatecnologia.com/LA%20CORRIENTE%20ELECTRICA.htm
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