USOS Y CUIDADOS EN EL MANEJO DEL MULTÍMETRO

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I EXPERIENCIA #1 INFORME PREVIO USOS Y CUIDADOS EN EL MANEJO DEL MULTÍMETRO En los laboratorios se utiliza el multímetro para medir principalmente voltajes, corrientes y resistencias. Existen dos tipos de multímetros: • •

Multímetros analógicos Multímetros digitales.

El multímetro analógico, que también se lo conoce como Tester o Multitester, posee partes eléctricas y mecánicas; mientras que el Multímetro Digital es un instrumento completamente electrónico que está reemplazando al Tester por diversas razones: es más fácil de usar, su respuesta en tiempo es superior, no cambia la carga de la mayoría de los circuitos y son más baratos. Ambos aparatos suelen estar adaptados para otras funciones, como medir capacidades de condensadores, comprobar diodos y transistores, medir temperaturas a través de una termocupla, medir frecuencias, etc. Los multímetros deben configurarse y conectarse apropiadamente dependiendo de lo que se quiera medir con ellos. Por lo cual poseen, principalmente, un selector de funciones, varios bornes de entrada y un selector de escala. Es entonces importante conocer como usarlos correctamente. OPERACIONES BÁSICAS DE MEDICIÓN

Medición de Voltajes El multímetro se puede usar como voltímetro; esto es, para medir diferencias de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. El voltímetro debe conectarse en paralelo en el circuito, porque su resistencia interna es muy grande, de tal manera que la corriente que pasa a través de él es muy pequeña, así, su presencia no modifica significativamente el circuito. Los multímetros pueden medir tanto voltajes en circuitos de corriente directa o continua, simbolizada como “DC” ó “-”, como de corriente alterna, simbolizada como “AC” ó “~”. Por ello, dependiendo del tipo de corriente, se debe elegir una de estas dos opciones en el correspondiente selector de funciones, también se debe escoger la escala y colocar las puntas de medición en los bornes apropiados.

En el caso de corriente alterna, la cual cambia de valor y dirección periódicamente, el voltímetro nos indica el valor cuadrático medio del voltaje, comúnmente llamado Voltaje RMS. Este voltaje se define como: T

1 V 2 ( t ) dt ∫ T 0

V RMS =

Para ondas sinusoidales el Voltaje RMS viene dado por: V RMS =

V0 2

donde V0 es el voltaje máximo. Mediciones de corrientes El multímetro también se puede utilizar como amperímetro para medir la corriente en una rama de un circuito (la unidad de la corriente es el Amperio (A)). El amperímetro debe conectarse en serie en el circuito como lo muestran las Figuras. La resistencia interna del amperímetro es muy pequeña para que no modifique el circuito, significativamente. Igual que el voltímetro, el amperímetro puede ser usado para medir corrientes en circuitos de corriente directa y de corriente alterna; como antes, se debe seleccionar la opción deseada, escoger la escala y colocar las puntas de prueba apropiadamente.

Para el caso de corriente alterna, la corriente que mide el amperímetro es la RMS, la cual se define similarmente al voltaje RMS.

Mediciones de resistencias Otra de las aplicaciones comunes del multímetro es usarlo como ohmmetro; es decir, para medir la resistencia de un elemento eléctrico. La unidad de resistencia es Ohm(Ω). Para medir resistencia, debe conectarse como lo indica la Figura. El ohmmetro nunca debe conectarse a un circuito con la fuente de energía activada. En general, la resistencia debe ser aislada del circuito para medirla.

Fig. 6 Resistencia interna del multímetro La resistencia interna de los voltímetros y amperímetros es una cualidad importante que debe ser tomada en cuenta cuando se mide. Los valores típicos de resistencia interna para el caso del voltímetro son los siguientes: Tester: 20000 Ω/V para corriente directa y 5000 Ω/V para corriente alterna Este parámetro se conoce como sensibilidad del voltímetro, para obtener la resistencia interna se debe multiplicar la sensibilidad por el valor máximo de la escala (valor de fondo) que se está usando. Así, la resistencia interna del voltímetro depende de la escala. Multímetro digital: El valor típico de esta resistencia interna de los multímetros comerciales es de 10 MΩ. ERRORES DE LOS MULTÍMETROS

Tester. En los instrumentos electromecánicos para mediciones eléctricas, el error de lectura está acompañado por los errores que resultan de las imperfecciones, inevitables, de diseño y construcción del aparato. Estos errores son compensados parcialmente por la calibración del instrumento. El error del tester viene indicado por el fabricante mediante el índice de clase IC del instrumento. La Comisión Internacional de Electrónica ha establecido los siguientes índices de clase: IC = 0.05; 0,1; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5; 5.0 (en %) El error porcentual de medición es:

( LME )

e = ( I C ) × (ValorLeido ) %

donde LME = Lectura máxima de la escala

Multímetro Digital La precisión del multímetro viene expresado como: Error = % de la lectura + (número de dígitos menos significativos) Sensibilidad de los instrumentos La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala. El grado de sensibilidad se expresa de dos maneras, según se trate de un amperímetro o de un voltímetro. En el primer caso, la sensibilidad del instrumento se indica por el número de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviación completa. Así, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desviación, etcétera. En el caso de un voltímetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el número de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltímetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resistencia. El número de ohmios por voltio de un voltímetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje máximo que puede medirse. Por ejemplo, un instrumento con una resistencia interna de 300000 ohmios y una escala para un máximo de 300 voltios, tendrá una sensibilidad de 1000 ohmios por voltio. Para trabajo general, los voltímetros deben tener cuando menos 1000 ohmios por voltio. SIMULACIONES DE LOS CIRCUITOS Primer Circuito Midiendo el voltaje

Midiendo la corriente

Segundo Circuito Midiendo el voltaje

Midiendo la corriente

Tercer Circuito

V V F

O A R

F M E

F P Q

L

= =

=

0

3 V 1 11 6 0

R

2

0

. 0

0

2

7

. 1

T

0

Resultados de la simulación: Voltaje a la salida del transformador

0

D

X 1 0

0

1

D

0

1 1

N

4

0

0

4

R 1 1 k

Voltaje en la resistencia

Cuarto Circuito

V V F

O A R

F M E

F P Q

L

= =

=

0

3 V 1 11 6 0

0

1

D

2

D

3

D

4

T X 1

R

2

0

. 0

0

2

7

. 1

D

0

0

0

1

R 1 1 k

0

Resultados de la simulación: Voltaje a la salida del transformador

Voltaje en la resistencia