INFORME1

LUGAR GEOMETRICO DE LA CORRIENTE LABORATORIO N° 4 - CIRCUITOS ELECTRICOS II

ALUMNO: CODIGO: 

FERNANDEZCOS



SALAZAR

092550C 092

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II RECONOCIMIENTO DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICION PROFESOR: JIMENEZ PROFESOR:  JIMENEZ ORMEÑO LUIS FERNANDO NOMBRE: FERNANDEZ LOAIZA, Richard P. 092543G GRUPO HORARIO: 93G

CALLAO – PERU 2013 RECONOCIMIENTO DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICION I) OBJETIVOS

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Conocer las pautas para el uso correcto y el manejo adecuado de los instrumentos en el laboratorio.

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Familiarizarnos con el correcto empleo de los instrumentos en el laboratorio

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Tengamos claro los errores q surguen al usar los instrumentos

II) MARCO TEORICO 

LOS INSTRUMENTOS DE MEDICION

Todo objeto, equipo o aparato que pueda ser utilizado para efectuar una medición es un instrumento de medición. Con independencia de su complejidad y del tipo de magnitud que mida, cualquier  instrumento se caracteriza por poseer alguna escala graduada (digital, de aguja, de cursor deslizante) que permite establecer la proporcionalidad entre la magnitud que deseamos medir y el correspondiente patrón.

El instrumento será más sensible o preciso en la medida que su escala sea capaz de detectar variaciones cada vez más pequeñas de la magnitud medida. El instrumento será más o menos exacto según sus valores estén en mayor o menor correspondencia con los establecidos por el patrón correspondiente.

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POR EL FUNCIONAMIENTO: •

Bobina móvil e imán permanente: Son instrumentos que reflexionan cuando se les aplica corriente continua únicamente o bien corriente alterna con el agregado de rectificadores. Este tipo de funcionamiento es característica general de los instrumentos analógicos. Este instrumento consta de un imán permanente, con dos expansiones polares, entre las cuales gira un bastidor formado por una base de aluminio.

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Hierro y

móvil

bobina permanente: En este tipo de instrumentos, la corriente a medir circula por  una bobina fija, motivo por el cual la sección de los conductores que la conforman  pueden tener mayor sección, que en el caso del instrumento de imán permanente. El sistema móvil está conformado por un eje, sobre el cual se monta la aguja indicadora y el sistema de resortes antagónicos, tal lo visto en el instrumento anterior y además lleva una chapa de hierro dulce.

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Instrumen tos Electrodinámicos: Los instrumentos electrodinámicos poseen dos bobinas, una fija y la otra giratoria, sobre ejes, semejante a los instrumentos de bobina móvil e imán permanente. Ambas bobinas pueden estar sometidas a la misma corriente (conectadas en serie) o a dos corrientes diferentes (conectadas en paralelo). •

La bobina fija, que es externa al ser recorrida por una corriente crea en su interior  un campo magnético que actúa sobre la corriente que circula por la bobina móvil que es interior, lo cual produce fuerzas sobre los lados de la misma y por lo tanto  produce el giro correspondiente. La bobina móvil está provista como hemos visto de los resortes antagónicos y la aguja indicadora.

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POR  LA INDICACIÓN DE SU LECTURA: Analógico: Se trata de un instrumento de medición electrónico. Es predecesor de los multímetros digitales, y la diferencia radica en el modo de presentar la información al usuario. En los voltímetros analógicos, la magnitud medida era  presentada mediante un dial graduado, y una aguja que sobre él se desplazaba, hasta obtenerse así la lectura.

•

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Digital:Dan una indicación numérica de la tensión, normalmente en una pantalla tipo LCD. El sistema de medida emplea técnicas de conversión analógico-digital para obtener el valor numérico mostrado en una pantalla numérica LCD.

Símbolos de sistemas de funcionamiento de aparatos de medida Símbolo

Designación Mecanismo de medida magnetoeléctrico de bobina o cuadro móvil Mecanismo de medida magnetoeléctrico de imán móvil. Mecanismo de medida electromagnético o hierro móvil.

Aplicación Voltímetro, amperímetro y galvanómetros de c.c. Voltímetros, amperímetros y galvanómetros de c.c. Voltímetros y amperímetros de c.c y c.a.

Mecanismo de medida electrodinámico sin hierro.

Voltímetros, amperímetros, vatímetros y varimetros.

Mecanismo de medida electrodinámico con hierro o ferrodinámico.

Voltímetros, amperímetros, vatímetros y varimetros.

Mecanismo de medida electrodinámico con hierro o ferrodinámico diferencial.

Medidores del factor de potencia.

Mecanismo de medida magnetoeléctrico con convertidor  termoeléctrico de caldeo directo. Convertidor termoeléctrico en general (termoelemento o termopar).

Voltímetros y amperímetros para medir valores eficaces. Voltímetros, amperímetros y relés térmicos.

Convertidor termoeléctrico con caldeo indirecto.

Voltímetros, amperímetros y relés térmicos.

Mecanismo de medida magnetoeléctrico con rectificador.

Polímeros y medidores de aislamiento.

Diodo rectificador.

Convertidores de c.a en c.c.

Mecanismo de medida por inducción.

Voltímetros, amperímetros y vatímetros en c.a, frecuencímetros.

Mecanismo de medida electrotermico o  por hilo calefactor.

Amperímetros y volt.

Mecanismo de medida termoeléctrico o  bimetálico. Mecanismo de medida electrostático.

Relés, amperímetros, voltímetros (con transformador), registradores. Voltímetros.

Símbolos de tipos de corriente en aparatos de medida Símbolo

Designación Corriente continua c.c.

Aplicación Aparato contrastado para medir en c.c aun cuando por su mecanismo de

Corriente continua y corriente alterna (c.c y c.a). Corriente alterna (c.a). Aparato de campo giratorio con un mecanismo de medida (trifásico con un circuito medidor). Aparato de campo giratorio con dos mecanismos de medida (trifásicos con un circuito medidor). Aparato de campo giratorio con tres mecanismos de medida (trifásicos con un circuito medidor).

medida pudiera medir c.a. Aparato contrastado para medir  indistintamente c.c y c.a. Aparato contrastado para medir en c.a aun cuando por su mecanismo de medida pudiera medir c.c. Vatímetros trifásicos para redes equilibradas. Vatímetros trifásicos para redes sin neutro. Vatímetros trifásicos para redes desequilibradas y con neutro.

Símbolos de posición de utilización de aparatos de medida Símbolo

Designación Posición de uso vertical (posición normal)

Aplicación Para realizar medidas, el aparto debe colocarse con la escala vertical. Instrumentos de montaje en panel.

Posición de uso horizontal

Para realizar medidas, el aparto debe colocarse con la escala horizontal. Instrumentos portátiles. Para realizar medidas, el aparto debe colocarse con la escala inclinada.

Posición de uso inclinada con indicación de ángulo

Simbología de tensión de prueba de aislamiento de un aparato de medida Símbolo

Designación Tensión de prueba de aislamiento. El numero indica la tensión en Kv, por  ejemplo 1Kv. Si no se indica ningún número, la tensión de prueba es 500v.

Aplicación Importante: la tensión de prueba de aislamiento no es la tensión nominal del aparto de medida.

Si se indica cero es que el aparto no ha sido sometido a prueba de aislamiento.

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LOS ERRORES MAS COMUNES Un instrumento puede ser muy sensible y a la vez poco exacto, al no estar su escala calibrada correctamente con relación al patrón. La falta de exactitud en una medición se relaciona a los denominados errores

sistemáticos que se analizan más adelante. La precisión de un instrumento usualmente se asocia al valor de la menor división de su escala.Así, una regla graduada en milímetros es más precisa que otra graduada en centímetros, y reduciendo el tamaño de la menor división de la escala tendremos instrumentos cada vez más precisos. Sin embargo, este proceso no puede continuar  indefinidamente, y el hecho de que la menor división de la escala tiene que ser  necesariamente una magnitud finita, conduce al concepto de error de apreciación. En principio, se entiende por apreciación de un instrumento el valor de la menor  división de su escala. Además del error sistemático y del error de apreciación existe otro tipo de error, causado esencialmente por el operador que realiza la medición al interaccionar con el instrumento, el cual es incapaz de controlar todos los factores que pueden afectar  el resultado de la medición (variaciones locales de temperatura, corrientes de aire, errores visuales, ubicación imperfecta del instrumento, fluctuaciones de voltaje en la línea, presencia de campos magnéticos). Estos errores se denominan errores accidentales.

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TIPOS DE ERRORES MÁS COMUNES:  ERRORES DEBIDOS AL OBSERVADOR: Nacen del hecho de que cada

observador tiene una forma particular de efectuar las lecturas, como interpolar en la mitad, tercera ó cuarta parte de una división, leer en exceso o en defecto, tomar  valores pares o impares.  ERRORES DEBIDO A LAS CONDICIONES DONDE SE EFECTÚA LA  MEDICIÓN: Son los que se provocan por condiciones de temperatura, humedad,

 presión atmosférica, presencia de campos magnéticos o eléctricos, etc.  INSTRUMENTAL: Este error se debe al trazado de la escala cuando se efectúa la

misma por comparación con un instrumento patrón. A este error debemos agregarle el error de lectura del instrumento patrón, lo cual lleva a lo que se llama error de trazado. Otro error que comete el instrumento es debido a los rozamientos que tiene el sistema de suspensión, lo cual hace que para la misma corriente la aguja indicadora no ocupe la misma posición.

 ERRORES ACCIDENTALES 

Son errores casuales, fortuitos, inevitables producidos por la imperfección de nuestros sentidos y las perturbaciones del medio ambiente. No obedecen a una ley  por lo tanto no se reproducen en forma igual en situaciones iguales. Los mismos son  producidos por:  PARALAJE: Son motivados por la falta de perpendicularidad entre el ojo del

observador y la escala del instrumento.

Para disminuir este tipo de error los instrumentos cuentan con un espejo, sobre la escala a los efectos de que el observador no vea el reflejo de la aguja

 PODER SEPARADOR DEL OJO: El ojo humano no puede diferenciar dos puntos

situados a una distancia tal que el ángulo sustentado por los mismos no supere un cierto valor que aproximadamente es de 2 minutos. El ojo para una distancia aproximada de 30 cm detecta una separación mínima de 0,1 mm.  APRECIACIÓN: Nace de la necesidad de interpolar la lectura cuando la aguja indicadora se detiene entre dos divisiones.

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TIPOS DE ERRORES SEGÚN LA CLASE DEL INSTRUMENTO

Clase de aparto de medida Error relativo en indicaciones normales de medida

0.1

02

0.5

0.1 %

0.2 %

0.5 %

1

1.5 1%

1.5 %

2.5 2.5%

5 5%

III)INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN USADOS EN EL LABORATORIO

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FUENTE ALTERNA Un circuito de CA se compone de elementos de circuito de un generador que brinda la corriente alterna. El principio básico del generador de CA es una consecuencia directa de la ley de inducción de Faraday. Cuando una bobina se hace girar en un campo magnético a frecuencia angular constante w, un voltaje sinusoidal (FEM) se induce en la bobina, este voltaje instantáneo es: v= Vmax. Sen wt

CARACTERISTICAS MARCA FANGRI BOBINA MOVIL CON RECTIFICADOR 

0.05 0-150

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CORRIENTE ALTERNA CLASE RANGO

VATÍMETRO El vatímetro es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas «bobinas de corriente», y una bobina móvil llamada «bobina de potencial». Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la móvil se conecta en paralelo. Además, en los vatímetros analógicos la bobina móvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagnético cuya potencia es  proporcional a la corriente y está en fase con ella. La bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella.

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VATIMETRO MONOFASICO

CARACTERISTICAS CLASE

0.5 MEDIDA ELECTRODINÁMICO CON HIERRO O FERRODINÁMICO. CORRIENTE ALTERNA POSICION HORIZONTAL

MODELO

2041

MARCA

YOKOGAWA

El valor arrojado por las agujas se debe multiplicar por un indicador, el cual depende de la forma de conexión de los bornes con los pines: Rango Rango de Voltaje Corriente 120 V 240 V 1A 1 2

5A 

5

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TRANSFORMADOR DE MEDIDA DE TENSION: Los transformadores son dispositivos usados en circuitos eléctricos para cambiar el voltaje de la electricidad que fluye en el circuito. Los transformadores se pueden utilizar para aumentar (llamado "intensificación") o dismuir ("reducción") el voltaje.El principio de inducción electromágnetica es lo que hace que los transformadores trabajen. Cuando una corriente atraviesa un alambre, crea un campo magnético alrededor del alambre. De la misma manera, si un alambre está en un campo magnético que está cambiando, fluirá una corriente por el alambre. En un transformador, un conductor lleva corriente a un lado. Esa corriente crea un campo magnético, que a cambio produce una corriente en el conductor al otro lado del transformador. La segunda corriente fluye fuera del transformador. CARACTERISTICAS MARCA

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GANZ

TRANSFORMADOR MEDIDA DE CORRIETE Los transformadores de corriente se utilizan en la práctica, para medir la corriente sin interrumpir a las líneas de corriente. Por lo tanto la medición de la corriente con la ayuda de los transformadores de corriente es muy segura. Los transformadores de corriente utilizan el campo magnético natural del conductor activo para determinar  la corriente. El rango de corriente medible es de unos pocos mA hasta varios mil amperios. Así es fácil y seguro medir corrientes en el rango de 1 mA a 20 mA y también corrientes grandes de hasta 10000 A.

CARACTERISTICAS

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PRIMARIO

15-50-100-150200-300-600

SECUNADRIO

5A

CARGA DE PRUEBA

0.55KV-50HZ

RESISTENCIA DEL BOBINADO

0.2 Ω

POTENCIA

5 V.A

VOLTIMETRO ANALOGICO Un voltímetro es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. La utilidad de un voltímetro analógico es muy amplia, aunque en la actualidad  predominan los instrumentos de medición digitales y a este respecto, en una entrega siguiente veremos las ventajas y desventajas de los instrumentos digitales sobre los analógicos CARACTERISTICAS CLASE

0.5 HIERRO MOVIL POSICION HORIZONTAL

CORRIENTE ALTERNA MARCA

YOKOGAWA

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REOSTATOS (100 Ω) Son resistencias variables, que están constituidas por un semiconductor arrollado sobre un núcleo de cerámica u otro material aislante, en el cual puede deslizarse un contacto móvil. La variación de estos reóstatos va desde 0 hasta un valor máximo de resistencia. Se pueden conectar cómo potenciometro o resistencia variable.

Los reóstatos tubulares heridos alambre para el laboratorio utilizan, acanalaron la  base, aislada totalmente del cuerpo para trabajar en 240 voltios. La resistencia cubierta con el compuesto del silicio para eliminar afloja del alambre incluso en la calefacción. Los contactos son tira del bronce de fósforo aseguran el contacto regular. Las ayudas del extremo son soportes casted resistentes del metal. Los reóstatos pueden soportar sobrecargar del 20% del valor marcado hasta que 1 minuto. Exactitud el +5% a el 10% + temperatura ambiente. CARACTERISTICAS

valor máximo MARCA

Temperatura

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148 Ω GANZ BAJA 30 ªC

CONDENSADOR  Se llama condensador a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El condensador  está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.En su forma más sencilla, un condensador está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por  una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. Por su  parte, teniendo una de las placas cargada negativamente (Q -) y la otra  positivamente (Q +) sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es 0, sin embargo, se dice que el condensador se encuentra cargado con una carga Q. Para escoger un condensador hay que tener en cuenta dos condiciones: - Su capacidad en Faradios. - Su rango de Voltaje. = 86.31 C = 30.74 Sus características: CARACTERISTICAS 86.31 C 30.74uF

PINZA AMPERIMÉTRICA La pinza amperimétrica es un tipo especial de amperímetro que permite obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la corriente para colocar un amperímetro clásico. 

El funcionamiento de la pinza se basa en la medida indirecta de la corriente circulante por un conductor a partir del campo magnético o de los campos que dicha circulación de corriente que genera. Recibe el nombre de pinza porque consta de un sensor, en forma de pinza, que se abre y abraza el cable cuya corriente queremos medir. Para utilizar una pinza, hay que pasar un solo conductor a través de la sonda, si se  pasa más de un conductor a través del bucle de medida, lo que se obtendrá será la suma vectorial de las corrientes que fluyen por los conductores y que dependen de la relación de fase entre las corrientes.

CARACTERISTICAS MODELO HR-202 MARCA HURRICANE

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MULTIMETRO DIGITAL Un multímetro, también denominado polímetro, tester o multitester , es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y tensiones o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).

Comprende un grado de exactitud confiable, debido a que no existen errores de  paralaje. Cuenta con una resistencia con mayor Ohmiaje al del analógico y puede  presentar problemas de medición debido a las perturbaciones en el ambiente causadas por la sensibilidad.

CARACTERISTICAS MODELO RD 700 MARCA SANWA

CONEXIÓN DEL MULTIMETRO PARA MEDIR TENSION 

El multimetro se conecta siempre entre los dos puntos que se desea medir. Esta forma de conexión se le denomina CONEXIÓN PARALELO

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Si el multimetro es de DC, hay que respetar la polaridad ( + y - )

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Si el multimetro es de AC, no interesa la polaridad.

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Identificar el tipo de fuente de alimentación para poder seleccionar el multimetro adecuado para hacer la medicion

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Si se conoce el valor a medir , seleccionar el rango del instrumento que sea inmediatamente mayor a la cantidad a medir 

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Si se desconoce el valor a medir, seleccionar el rango más alto del multimetro, medir, luego seguir bajando el rango, hasta obtener una lectura observable.

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Si se equivoca en el tipo de multimetro, puede dar lugar a que el instrumento no indique nada o que registre la medida aritmética de la corriente alterna en lugar  del valor efectivo.

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IV)CONCLUSIONES 

Es muy necesario a la hora de hacer la experiencia ,t ener el conocimiento y uso de los instrumentos que nos servirán para corregir, rectificar y mantener circuitos eléctricos que construiremos más adelante.

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Es importante conocer de qué forma vamos a usar los instrumentos como el multímetro, el vatímetro, entre otros; pues si le damos un uso indebido, podemos dañar dicho instrumento u obtener cálculos inexactos que a la larga puedan dañar  el trabajo que estemos haciendo.

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Es necesario que antes de cada medición nos fijemos en la escala que se encuentra esta, una escala muy alta podría malograr el instrumento

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Los márgenes de errores son grandes debidos a varios factores como: 

La pinza amperimetrica que utilizamos para hacer la experiencia se encontraba descalibrada, por lo tanto nos arrojo erróneos.

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Una resistencia (la de 100 ohmios) se empezó a calentar mucho, lo cual nos perjudico para obtener los valores deseados.

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Los materiales que usamos para realizar la experiencia como las resistencias, condensador, etc. son viejos y esto hace que el margen de error sea más grande.

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Dependiendo del observador, los valores tomados en los instrumentos pueden alterar el resultado.

V) BIBLIOGRAFIA

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Valores obtenidos del laboratorio

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http://www.buenastareas.com/ensayos/Instrumentos-De-Hierro-M %C3%B3vil/566676.html

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http://es.wikipedia.org/wiki/Vat%C3%ADmetro

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http://www.unicrom.com/Tut_resistenciavariable.asp

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http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

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http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio