Lab_Electricidad_Electronica_02

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2° LABORATORIO
	Medición de Resistencias y Cálculo de Error
	ELECTRÓNICA Y ELECTRICIDAD
	
· Aprender a manejar el código de colores de las resistencias
· Aprender a medir tensiones continuas
· Aprender a medir corrientes continuas
· Aprender a utilizar el protoboard
· Calcular errores en las mediciones
Los instrumentos de medición a utilizar en el curso de la materia serán instrumentos destinados a la medición de magnitudes eléctricas. Ellos son principalmente:
· Voltímetro – mide diferencia de potencial eléctrico en voltios o submúltiplos.
· Amperímetro – mide intensidad de corriente eléctrica en amperio o submúltiplos.
· Óhmetro – mide la resistencia eléctrica en Ohmios () o submúltiplos.
Los amperímetros y voltímetros pueden ser utilizados para mediciones en corriente continua o alterna, o ambas. Los tres instrumentos antes mencionados pueden presentarse en forma independiente o agrupados en un solo instrumento llamado Multímetro o, como se lo denomina comúnmente, Tester.
En cualquiera de los casos, los instrumentos poseen un selector de escalas, para seleccionar el rango de medición.
La lectura de la medida realizada dependerá del tipo de instrumento utilizado, analógico o digital. En los de aguja o analógicos, las lectura se indica en una escala graduada y el índice indicador está compuesto por una aguja o por un fino haz de luz y en los digitales, la lectura se realiza directamente por medio de un display numérico indicador.
En instrumentos de aguja el movimiento del índice indicador es, generalmente, de izquierda (cero) a derecha (máximo campo de medida o fondo de escala), salvo en el óhmetro en que el cero se encuentra a la derecha y el máximo campo se encuentra a la izquierda y vale infinito.
En los voltímetros y amperímetros el cero se encuentra al principio de la escala y al final de la escala, llamado fondo de escala, le corresponde el máximo valor posible de medir en esa escala.
En los óhmetros el principio de escala indica el valor de infinito y el final de escala, el cero.
Como las magnitudes a medir están comprendidas en un rango muy amplio de valores, los voltímetros y amperímetros poseen un selector que nos permite escoger la escala que mejor se adecue al valor de la magnitud a medir. Esto es, el valor a medir quedará comprendido entre el cero y un valor máximo, denominado fondo de escala, que será superior al mismo.
Por ejemplo: si se desea medir una intensidad de corriente de 3 A, y el instrumento posee un selector de escala con rangos entre 0 - 2 A, 0 - 5 A y 0 - 10 A, se seleccionará la escala de 0 - 5 Amp. Los valores de 2 A, 5 A, y 10 A nos están indicando el máximo valor que es posible medir en dicha escala o, su fondo de escala. De igual manera se procede en los voltímetros.
En los óhmetros ocurre algo similar pero el procedimiento de lectura es un tanto diferente, a saber: por lo general, en el selector de escala de un instrumento de aguja se leerá, por ejemplo, X0,1; X1; X10; X1K, etc., estos valores no indican, como en los casos anteriores, el máximo valor a medir, sino que son factores multiplicadores de la escala.
Por ejemplo, si se efectúa una medición de resistencia con el selector en la posición X1, la lectura en la escala es directa. En cambio, si el selector se encuentra en la posición X10, el valor leído sobre la escala deberá
 (
ESCUELA
 
DE
 
INGENIERÍA
 
INDUSTRIAL
)
 (
ELECTRÓNICA
 
Y
 
ELECTRICIDAD
 
ING.
 
JOSÉ
 
ANTONIO
 
POMA
 
G.
)
multiplicarse por un factor de 10; así, si la aguja indica 10 unidades, la magnitud medida será 10 X 10 Ohm = 100 Ohm.
Algunos Multímetros (Tester) cuentan separadamente con un selector de función o tipo de magnitud a medir (voltaje, corriente, resistencia) así como con un selector de tipo de señal a medir, corriente continua (CC) o corriente alterna (AC). En otros, todas estas funciones se encuentran agrupadas en un solo selector donde, la medición de voltaje o intensidad tanto en CC como en AC, tienen cada uno su propio rango de escala en un mismo selector.
A continuación se muestra un ejemplo de un multímetro digital y algunas indicaciones básicas de medida de parámetros eléctricos.
1.1. VOLTIMETRO
El voltímetro es un instrumento destinado a medir la diferencia de potencial (ddp) o tensión ENTRE DOS PUNTOS. La unidad de medida es el Voltio [V]. La ddp puede ser medida en CC o AC, según la fuente de alimentación utilizada.
Importante! antes de utilizar el instrumento tenga en cuenta estas instrucciones:
· verificar el tipo de señal que suministrará la fuente de alimentación, y constatar que el selector de escala se encuentre en la posición adecuada, AC o DC, igual si va a medir resistencias.
· Luego se debe estimar o calcular por medio analítico el valor de ddp a medir y con ello seleccionar el rango de escala adecuado, teniendo en cuenta que el fondo de escala sea siempre superior al valor a medir.
· En el caso que no sea posible estimar ni calcular la ddp a medir, se deberá seleccionar la escala de mayor rango disponible y luego de obtener una medición adecuar el rango de escala, si fuera necesario.
· Para el caso de instrumentos de aguja, es aconsejable que la lectura se efectúe siempre en la segunda mitad de la escala, ya que allí se comete menor error.
· Cuando se debe medir en CC se deberá tener en cuenta la polaridad del instrumento, observando que para ello los cables del mismo se hallan diferenciados por su color siendo, por convención, el color rojo para la polaridad positiva y el color negro para la polaridad negativa; los bornes del instrumento están indicados con los signos (+) y (-) o COM respectivamente.
· Para el caso de instrumentos de aguja (analógicos), al conectarlos con la polaridad incorrecta se observará que la aguja deflexionará en sentido contrario (de derecha a izquierda), lo que puede causar
deterioro del mecanismo de medición del instrumento; para los instrumentos digitales, una inversión en las terminales de medición se muestra en el display con signo negativo
· En caso de desconocer la polaridad de la fuente de alimentación, o ante cualquier duda sobre la selección de escala, consultar con el personal de laboratorio.
· Cuando se vaya a medir en AC no se tendrá en cuenta la polaridad debido a que se trata de corrientes no polarizadas.
1.2. AMPERIMETRO
Es un instrumento destinado a medir intensidad de corriente, tanto en corriente continua como en alterna. La unidad de medida es el Ampere [A] Para el manejo de éste instrumento se deberán observar las mismas precauciones que para el uso del voltímetro.
1.3. OHMETRO
Instrumento destinado a medir valores de resistencias. La unidad de medida es el Ohm []
Este instrumento no posee polaridad. La medición de resistencia debe efectuarse siempre con al menos uno de los bornes del elemento resistivo desconectado del resto del circuito.
1.4. CONEXIONES DE LOS DISTINTOS INSTRUMENTOS:
3.4.1. VOLTIMETRO: Medición de la ddp (Caída de potencial sobre los elementos pasivos o activos).
Importante: Observar la polaridad para el caso de CC. Como el voltímetro es el instrumento que se emplea para medir la diferencia de tensión entre dos puntos, SE DEBE INSTALAR POR LO TANTO ENTRE ESOS DOS PUNTOS, EN PARALELO EL ELEMENTO QUE SE DESEA MEDIR. (Fig. 1) Según lo dicho en el párrafo anterior, un voltímetro ideal sería aquel que no dejase pasar intensidad a través de él, lo que equivale a decir que presentase una resistencia muy grande entre sus terminales (circuito abierto).
 (
R
V
)V
Fig. 1 Conexión de un voltímetro
3.4.2. AMPERIMETRO: Medición de la intensidad de corriente en el circuito.
Importante: Observar la polaridad para el caso de CC. Como el amperímetro se emplea para medir la intensidad que circula a través de un elemento de un circuito, SE DEBE INSTALAR EN SERIE con el elemento cuya intensidad se desea medir. (Fig. 2)
El amperímetro ideal sería aquel en el que se produjera una caída de tensión nula entre sus extremos, esto equivale a decir que presentase entre sus terminales una resistencia cero (cortocircuito). Ahorabien, siempre hay una resistencia interna asociada, lo que lleva consigo la aparición de errores en las medidas.
 (
A
R
)V
Fig. 2 Conexión de un amperímetro
3.4.3. OHMETRO: Medición de la resistencia R.
Importante: el instrumento se conecta en paralelo con el elemento resistivo a medir. El elemento resistivo NO DEBE ESTAR CONECTADO al circuito de lo contrario se puede incurrir en error en la medición, y puede destruir el instrumento. (Fig. 3)
Fig. 3 Conexión de un óhmeto
1.5. CODIGO DE COLORES DE UNA RESISTENCIA
	Color
	Banda
	
	
	1
	2
	3 Multiplicador
	4 Tolerancia
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Negro
	0
	0
	100
	
	
	
	
	Marrón
	1
	1
	101
	
	
 	 Tolerancia
Multiplicador (No. de ceros) 2° Dígito
1° Dígito (Más significativo)
Ejemplo:
Primer color	– Rojo Segundo color– Negro Tercer color	– Verde Cuarto color	– Dorada
Valor: 20 x 105 = 2 M +/- 5%
	Rojo
	2
	2
	102
	
	
	Naranja
	3
	3
	103
	
	
	Amarillo
	4
	4
	104
	
	
	Verde
	5
	5
	105
	
	
	Azul
	6
	6
	106
	
	
	Violeta
	7
	7
	107
	
	
	Gris
	8
	8
	108
	
	
	Blanco
	9
	9
	109
	
	
	Dorado
	
	
	10-1
	5%
	
	Plateado
	
	
	10-2
	10%
	
Se empieza a leer por el color que está más próximo de uno de los terminales, este será el primer dígito o que corresponde a la primera cifra significativa, el siguiente color corresponde a la segunda cifra, el tercer color es el factor en potencia de 10 por el cual se debe multiplicar y el último es la tolerancia. Otro ejemplo:
 (
Ejemplo:
 
Una
 
resistencia
 
tiene
 
los
 
siguientes
 
colores:
 
primera
 
franja:
 
rojo,
 
segunda
 
franja:
 
violeta,
 
tercera
 
franja:
 
rojo,
 
cuarta
 
franja: plata.
 
Determinar
 
su
 
valor.
Respuesta:
Primera
 
cifra:
2
Segunda
 
cifra:
 
7
 
Tercera
 
cifra:
 
Cuarta
 
cifra:
1x10
2
 
=
 
100
10%
R
 
=
 
2,700
 
+/-
 
10%
 
Ohm
 
[

],
ó
 
2.7 K

)
2.	ERRORES
El valor real de una medida o valor promedio es la media aritmética entre todos los valores correspondientes a esa medida.
Valor real o Valor promedio 
Donde: Xi es el valor de cada medición
n es el número de mediciones
n Xi
 (

) (

)i 1
n
(0.1)
Cuando se calcula ese valor promedio, que se toma como valor real, resulta que las diferentes medidas efectuadas son diferentes a ese valor. La diferencia entre cada medida y el valor promedio o real es el error absoluto.
Error absoluto  (Valor medido)  (Valo real)
(0.2)
El error absoluto nos indica la precisión de la medida, pues, por ejemplo, si se mide la longitud de una mesa de
1.50 m. y se obtiene 1.51, el error absoluto es de 1 cm. en esos 150 cm.; pero si se mide el espesor de un libro de 2 cm. y se obtiene 2.5 cm., el error es de 0.5 cm., pero aunque sea menor que el anterior, la medida es mucho menos precisa, ya que hay un error de 0.5 cm. en 2 cm.
Por ello es necesario definir el error relativo, que es el cociente entre el error absoluto y el valor real de la medida, y que para los ejemplos anteriores son: 1/150 = 0,0066 (ó 0.66%) y 0.5/2 = 0.25 (25%), es decir que el error es mucho mayor en el segundo caso que en el primero.
Error relativo  (Valor medido)  (Valo real)  Error absoluto
(0.3)
(Valo real)	Valo real
	
1. Calcule el valor de resistencia para los siguientes colores.
	1era Banda
	2da Banda
	3era Banda
	4ta Banda
	5ta Banda
	VALOR R
	CAFÉ
	NARANJA
	VIOLETA
	ROJO
	
	130MΩ ±2 %
	ROJO
	ROJO
	ROJO
	DORADO
	
	2.2 KΩ± 5%
	VIOLETA
	BLANCO
	NARANJA
	PLATA
	
	79 KΩ ± 10%
	AMARILLO
	AZUL
	CAFÉ
	SIN COLOR
	
	46 Ω ± 20 %
	VERDE
	AZUL
	NEGRO
	ROJO
	
	56Ω ± 2%
	NARANJA
	CAFÉ
	AMARILLO
	CAFÉ
	
	310KΩ ±1%
	BLANCO
	VERDE
	DORADO
	PLATA
	
	9.5Ω ±10 %
	GRIS
	GRIS
	GRIS
	DORADO
	
	880 MΩ ±5%
	VIOLETA
	ROJO
	PLATA
	DORADO
	
	0.72Ω ± 5%
	CAFÉ
	AMARILLO
	AZUL
	AMARILLO
	
	14 MΩ ±20%
	NARANJA
	ROJO
	VIOLETA
	CAFÉ
	DORADO
	3.27 KΩ± 5%
	AZUL
	VERDE
	GRIS
	NARANJA
	PLATA
	658 KΩ±10%
	AMARILLO
	CAFÉ
	ROJO
	NEGRO
	SIN COLOR
	412Ω ± 20%
	VIOLETA
	AMARILLO
	BLANCO
	ROJO
	AMARILLO
	74.9 KΩ± 20%
	ROJO
	CAFÉ
	AZUL
	AMARILLO
	DORADO
	2160 KΩ±5%
	VERDE
	CAFÉ
	ROJO
	AZUL
	CAFÉ
	512 MΩ± 1%
	CAFÉ
	NEGRO
	NEGRO
	NEGRO
	DORADO
	100Ω ± 5%
	AMARILLO
	ROJO
	NARANJA
	DORADO
	DORADO
	42.3Ω ± 5 %
	NARANJA
	VIOLETA 
	AZUL
	PLATA
	PLATA
	3.76Ω ± 10%
	CAFÉ
	AMARILLO
	ROJO
	NEGRO
	CAFÉ
	142Ω ± 1%
2. Identifique los colores que debería de llevar las resistencias según el valor de cada una de ellas.
	1era Banda
	2da Banda
	3era Banda
	4ta Banda
	5ta Banda
	VALOR R
	Marrón
	Verde
	Negro
	Rojo
	
	15 KΩ
	Naranja
	Negro
	Negro 
	Negro
	
	300Ω
	Verde
	Violeta
	Negro
	Negro
	
	570Ω
	Marrón
	Roja
	Negro
	Marrón
	
	1.2 KΩ
	Naranja
	Naranja
	Negro
	Marrón
	
	3.3KΩ
	Rojo
	Negro
	Negro
	Amarillo
	
	2 MΩ
	Marrón
	Verde
	Negro
	Amarillo
	
	1.5 MΩ
	Rojo
	Rojo
	Negro
	Negro
	
	220 Ω
	Marrón
	Naranja
	Negro
	Plateado
	
	1.3 Ω
	Naranja
	Naranja
	Negro
	Dorado
	
	33Ω
	Naranja
	Verde
	Amarilla
	Marrón
	
	3.54 KΩ
	Marrón
	Rojo
	Verde
	Naranja
	
	1.250 MΩ
	Gris
	Azul
	Negro
	Negro
	
	860 Ω
	Rojo
	Rojo
	Negro
	Marrón
	
	2.2 KΩ
	Violeta
	Blanco
	Negro
	Negro
	
	790 Ω
	Azul
	Verde
	Negro
	Verde
	
	65 MΩ
	Verde
	Violeta
	Gris
	Verde
	
	57.8 MΩ
	Azul
	Gris
	Negro
	Naranja
	
	680 KΩ
	Marrón
	Rojo
	Negro
	Plateado
	
	1.2 Ω
	Negro
	Gris
	Negro
	Plateado
	
	0.8 Ω
AUTOR: José Oscar Corimanya Ipanaqué