[Informe laboratorio de Física]

Introducción a los Equipos de Medida Eléctrica

Julian David Granados Beltran 1, Bibian Martinez Cabarcas 2, Julian Andrés Villa Bedoya 3
1
Programa de Ingeniería Industrial
2
Programa de Ingeniería Industrial
3
Programa de Ingeniería Industrial

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA

Laboratorio de Física II*******; Grupo ****

29 de Agosto de 2023

Abstract

This laboratory report presents an introduction to the handling of electrical measuring instruments used in scientific
experiments and technical applications. Instruments such as the multimeter, ammeter and voltmeter were explored,
learning their operation, characteristics and measurement procedures. Accurate current and voltage measurements were
performed on electrical circuits, and sources of measurement error were discussed. This laboratory provided a
fundamental basis for future experiments and accurate electrical measurements.

Keyword: Electrical measurement, Measuring instruments, Multimeter, Ammeter, Voltmeter, Measurement accuracy,
Electrical circuits, Electrical current.

Resumen

Este informe de laboratorio presenta una introducción al manejo de instrumentos de medida eléctricos utilizados en
experimentos científicos y aplicaciones técnicas. Se exploraron instrumentos como el multímetro, el amperímetro y el
voltímetro, aprendiendo su funcionamiento, características y procedimientos de medida. Se realizaron mediciones
precisas de corriente y tensión en circuitos eléctricos y se analizaron las fuentes de error en las mediciones. Este
laboratorio proporcionó una base fundamental para futuros experimentos y mediciones eléctricas precisas.

Palabras clave: Medida eléctrica, Instrumentos de medida, Multímetro, Amperímetro, Voltímetro, Precisión de medida,
Circuitos eléctricos, Corriente eléctrica.
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1. Introducción
El marco teórico de este laboratorio se enfoca en los
El manejo adecuado de instrumentos de medida eléctrica conceptos eléctricos fundamentales y los instrumentos
es esencial en la investigación científica y en aplicaciones utilizados en la medición de magnitudes eléctricas.
técnicas relacionadas con la electricidad y la electrónica. Incluye conceptos como la corriente eléctrica, el voltaje,
Este laboratorio tiene como objetivo familiarizar a los la resistencia eléctrica y la Ley de Ohm. Se resalta la
estudiantes con el manejo de instrumentos comunes importancia de los instrumentos de medida eléctrica, como
utilizados para medir corriente (amperímetros) y voltaje el multímetro, el voltímetro y el amperímetro, para medir
(voltímetros) en circuitos eléctricos. La precisión en la voltaje, corriente y resistencia en circuitos eléctricos.
medición es fundamental para obtener resultados Además, se destaca la necesidad de la calibración de
confiables en la investigación y el diseño de circuitos. instrumentos, se mencionan posibles errores en las
Este laboratorio no solo proporcionará una base esencial mediciones y se hace hincapié en las medidas de seguridad
para futuros experimentos y mediciones eléctricas eléctrica. Estos conceptos son esenciales en una variedad
precisas, sino que también ayudará a desarrollar de aplicaciones prácticas, desde la electrónica hasta la
habilidades críticas en la manipulación de instrumentos de ingeniería eléctrica y la automatización industrial.
medida eléctrica y en la interpretación de resultados. La A continuación, se amplía más a fondo algunos conceptos
capacidad de medir con precisión el voltaje y la corriente que se tuvieron en cuenta para la realización de este
es una competencia fundamental en disciplinas que laboratorio:
abarcan desde la electrónica hasta la energía renovable y
la automatización industrial. Por lo tanto, el conocimiento Corriente Eléctrica: La corriente eléctrica es el flujo de
adquirido en este laboratorio será valioso en una variedad cargas eléctricas a través de un conductor. Se mide en
de campos y aplicaciones. amperios (A) y fluye desde un punto de mayor potencial
La capacidad de medir con precisión el voltaje y la eléctrico al de menor potencial en un circuito eléctrico.
corriente es una competencia fundamental en disciplinas
que abarcan desde la electrónica hasta la energía renovable Voltaje (Tensión): El voltaje, medido en voltios (V), es la
y la automatización industrial. A medida que avanzamos diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos en un
en este informe, se detallarán los procedimientos circuito. Impulsa la corriente a través de los componentes
realizados, los resultados obtenidos y las conclusiones eléctricos.
extraídas de las mediciones eléctricas llevadas a cabo en
el laboratorio. Resistencia Eléctrica: La resistencia eléctrica, en ohmios
(Ω), se opone al flujo de corriente en un conductor. La Ley
Objetivos de Ohm establece que V = IR, relacionando voltaje,
corriente y resistencia.
● Familiarizarse con el manejo de un multímetro,
incluyendo sus modos de medición (voltaje y Calibración de Instrumentos: Los instrumentos deben
corriente). calibrarse regularmente para garantizar mediciones
● Aprender a utilizar un amperímetro para medir precisas al compararlas con valores de referencia
corriente en un circuito. conocidos.
● Entender cómo utilizar un voltímetro para medir
voltaje en un circuito. Errores en las Mediciones: Los errores en las mediciones
● Realizar mediciones precisas de corriente y eléctricas pueden ser causados por factores como la
voltaje en un circuito eléctrico. resistencia interna de los instrumentos, fluctuaciones en la
● Medir resistencias eléctricas con un multímetro fuente de alimentación o errores humanos.
digital.

3. Métodos experimentales

Se midieron los valores de resistencia eléctrica empleando

2. Discusión teórica el multímetro digital GWINSTEK cuando el cursor del
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reóstato abarcaba 4/4, 3/4, 2/4 y 1/4 de su longitud plena;

así mismo, durante la etapa de familiarización con el
multímetro, se procedió a revisar este dispositivo,
comprendiendo sus modos de medición, que incluyen
voltaje y corriente, y se aseguró una correcta conexión de
las puntas de prueba al multímetro. Luego, para medir el
voltaje, se construyó un sencillo circuito que constaba de
una fuente de alimentación y una resistencia. Se
efectuaron mediciones de voltaje en diversos puntos del
circuito utilizando el voltímetro, registrando
cuidadosamente los valores y calculando la diferencia de
potencial a través de la resistencia. En cuanto a la
medición de corriente, se procedió a ajustar el multímetro
para medir corriente en lugar de voltaje y se insertó el
amperímetro en serie con la resistencia en el circuito. Las
mediciones resultantes revelaron la cantidad de corriente
que circulaba a través de la resistencia, y se registraron
meticulosamente los valores, permitiendo calcular las
corrientes en el circuito. Luego, al avanzar hacia un
circuito más complejo que involucraba múltiples
componentes, se utilizaron tanto el voltímetro como el
amperímetro para medir voltaje y corriente en diversas 4. Análisis de resultados
partes del circuito. Estas mediciones se documentaron
minuciosamente y se compararon con las expectativas 1.1. Calcule el error en la tabla 2 y determine la
teóricas, lo que contribuyó significativamente a exactitud del instrumento análogo.
comprender el comportamiento eléctrico del circuito.
Finalmente se realizó la calibración de los equipos de
medición y se determinó mediante una resta de los valores Error = Ai-Arp Exactitud
dados en 20%, 40%, 60%, 80% y 100% el error (V) (%)
aproximado de los equipos patrón. 0,025 99,975
0,055 99,945
0,03 99,97
0,095 99,905
0,045 99,955
Tabla 1: Exactitud del instrumento análogo.

1.2. Utilice expresiones (Realice gráficas) en el que

relacione valor del equipo patrón, valor del equipo
bajo prueba y exactitud para determinar el
cumplimiento o no con la exactitud del equipo bajo
prueba.
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1.4. Exprese medidas de diferencia de potencial

eléctrica suministradas por el equipo digital con su
correspondiente exactitud.

Registro de Calibración
Marc 3 101789
a B Modelo CAI II Serie 5
Exactitu
Clase 2 d (+/-) 0,2 V
Lectura
Figura 8: Grafica de exactitud
del
equipo
1.3. Exprese medidas de diferencia de potencial e bajo Lecturas equipo
intensidad de corriente suministradas por el equipo prueba Patrón Ari
análogo con su correspondiente exactitud. (equipo
analago) Promedi Error =
Ai o Arp Ai-Arp
Registro de Calibración
(V (V)analo (V)digit
Marc 3 101789
% ) go al (V) (V)
a B Modelo CAI II Serie 5
20 2 2 1,95 1,975 0,025
Exactitu
40 4 4 3,89 3,945 0,055
Clase 2 d (+/-) 0,2 V
60 6 6 5,94 5,97 0,03
Lectura
80 8 8 7,81 7,905 0,095
del
100 10 10 9,91 9,955 0,045
equipo
Tabla 3: Medidas de diferencia digital
bajo Lecturas equipo 𝑨𝒓 = ± 𝟎, 𝟐
prueba Patrón Ari 𝑹𝒂𝒏𝒈𝒐 ∗ 𝑪𝒍𝒂𝒔𝒆
(equipo 𝑬𝒙𝒂𝒄𝒕𝒊𝒕𝒖𝒅 =
𝟏𝟎𝟎%
analago) Promedi Error =
Ai o Arp Ai-Arp 1.5. Discutir el comportamiento de la corriente en el
(V (V)analo (V)digit circuito de la figura 5 a medida que cambia R.
% ) go al (V) (V) Teniendo en cuenta lo observado en el circuito conectado
20 2 2 1,95 1,975 0,025 en serie, la corriente es directamente proporcional al
40 4 4 3,89 3,945 0,055 voltaje e inversamente proporcional a la resistencia, por lo
60 6 6 5,94 5,97 0,03 tanto si la resistencia aumenta la corriente disminuye
80 8 8 7,81 7,905 0,095
100 10 10 9,91 9,955 0,045 1.6. Explicar la relación existente entre la intensidad de
Tabla 2: Medidas de diferencia análogo corriente y los diferentes valores de R al duplicarse la
𝑨𝒓 = ± 𝟎, 𝟐 diferencia de potencial en terminales de R.
𝑹𝒂𝒏𝒈𝒐 ∗ 𝑪𝒍𝒂𝒔𝒆
𝑬𝒙𝒂𝒄𝒕𝒊𝒕𝒖𝒅 =
𝟏𝟎𝟎% I=V*R → si duplicamos el voltaje en la ecuación quedaría:
I’ = 2V*R → reagrupamos y daría: I’= 2(V*R) en donde
Hallamos:
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I’ = 2I 1.9. Compare los errores calculados en la tabla 2 con la

Lo que significa que, al duplicar la diferencia potencial en exactitud del instrumento análogo, ¿qué concluye?
los terminales de la resistencia, la intensidad de la
corriente también se duplica y la resistencia no sufre La relación entre resistencia eléctrica
ningún cambio por lo que su valor sigue siendo el mismo. V= I * R
La intensidad de corriente y la resistencia siguen siendo
inversamente proporcionales, pero si duplicamos la USANDO LA LEY DE OHM
diferencia de potencia en los terminales de resistencia, la Hallamos diferencia de potencial y la
intensidad de corriente también se duplicará. intensidad de corriente

100,9
1.7. Analizar diferencias entre los datos suministrados
por los medidores de diferencia de potencial 1A * 100,9 Ohmios = 100,9 V
registrados en la tabla 2. ¿A qué podría atribuir tales 100V / 100,9 Ohmios = 0.990A
diferencias? ¿Existe alguna variación si la toma de
datos es creciente o decreciente?
75,6
Principalmente se le atribuiría las diferencias en las
mediciones a aspectos humanos como pueden ser:
1A * 75,6 Ohmios = 75,6 V
100V / 75,6 Ohmios = 1.324A
1. Errores de lectura: debido a la falta de precisión y
experiencia en la lectura de los datos. 50,5

2. Precisión: pequeñas variaciones en la fuente de 1A * 50,5 Ohmios = 50,5 V

alimentación del medidor pueden afectar la precisión. 100V / 50,5 Ohmios = 1.980A

3.Poco conocimiento en calibración: saber identificar los 25,4

errores en la calibración es importante para una 1A * 25,4 Ohmios = 25,4 V
confiabilidad mayor y tener más exactitud en el 100V / 25,4 Ohmios = 3.937ª
experimento, de acuerdo con la toma de datos de forma
creciente y decreciente no varían de forma significativa.

1.8. Justificar por qué es o no confiable el equipo

análogo como instrumento de medida.

La confiabilidad de un equipo análogo depende de la

calibración que este tenga cuando se verifica con la fuente
ya que también hay que tener en cuenta que los equipos
análogos se caracterizan por su precisión y capacidad para
mostrar cambios rápidos en las mediciones, además que su
uso y lectura con facilidad, los equipos de medición
análogos son de gran confiabilidad siempre y cuando sea
de gran calidad, posea una calibración y mantenimiento
adecuados.
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Error eléctrica son cruciales para prevenir accidentes y

Lecturas equipo lesiones en el laboratorio y en la vida cotidiana.
Promedio = Ai- Valor
Patrón Ari ● El conocimiento y la experiencia adquiridos en
Arp Arp Exactitud verdadero
este laboratorio servirán como base para futuros
(V)análogo (V)digital (V) (V) (%) experimentos y mediciones eléctricas precisas en
2 1,95 1,975 0,025 99,975 2 el campo de la electricidad y la electrónica.
4 3,89 3,945 0,055 99,945 4
6 5,94 5,97 0,03 99,97 6
8 7,81 7,905 0,095 99,905 8
10 9,91 9,955 0,045 99,955 10
Tabla 3: Errores del instrumento análogo
6. Referencias
1.10. Mencione aplicaciones de señales eléctricas de
corriente alterna y corriente directa. Holguín Tabares, C. A. Física Experimental II Ciclo I,
Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira 2008

● Alumbrado público. https://industriasgsl.com/blogs/automatizacion/equipos-

● Conexiones eléctricas domésticas y de uso de-medicion
público.
● Dispositivos de uso doméstico e industrial con
conexión de corriente (electrodomésticos,
máquinas de lavado de autos, por ejemplo).
● Automóviles.
● Sistemas de transporte subterráneo y
ferrocarriles.
● Telefonía móvil.
● Computadoras (deben alimentarse con corriente
alterna, pero internamente esta se transforma en
corriente directa).
● Todo dispositivo o aparato que requiera el uso
de baterías.

5. Conclusión

● Este laboratorio proporcionó una introducción

valiosa al manejo de instrumentos de medida
eléctrica. Se adquirieron habilidades esenciales
para realizar mediciones precisas de corriente y
voltaje en circuitos eléctricos, lo que es crucial en
la investigación científica y en aplicaciones
técnicas relacionadas con la electricidad y la
electrónica.
● Durante el laboratorio, se enfatizó la importancia
de seguir procedimientos seguros al trabajar con
instrumentos eléctricos. El conocimiento y
cumplimiento de las medidas de seguridad