Experimento - Medios didácticos para experimentar/Experimento 10+/Curso básico de introducción: mediciones eléctricas y conexiones

Para alumnos y alumnas

Para evitar malentendidos es conveniente indicar que los temas tratados aquí sólo se abordan en la medida y la profundidad necesaria para poder trabajar con la caja de experimentación.

Medir con un multímetro digital

Este capítulo aporta indicaciones y consejos para manejar el multímetro digital. No se trata de unas instrucciones de uso oficiales, que en caso de duda deberán tenerse en cuenta.

Advertencias de seguridad

El multímetro digital sólo puede ser utilizado según las instrucciones del experimento o las que dé el profesor o profesora. Si no se respetan las instrucciones el aparato se puede dañar o resultar perjudicial para la salud. A continuación figuran las advertencias de seguridad que hay que respetar:

• Protejan el aparato de la humedad, las salpicaduras, el calor y sólo úsenlo en ambientes limpios y secos.

• No dejen caer el multímetro digital ni lo sometan a una fuerte carga mecánica.
• Nunca abran el multímetro digital ustedes mismos sin seguir las indicaciones del profesor o profesora.
• La medición de la tensión: Con el multímetro digital y el juego de cables de medición suministrados en la caja de experimentación sólo se pueden medir tensiones pequeñas de hasta 25 voltios.
• La medición de la corriente eléctrica: Tanto en el intervalo de 200 mA como en el de 10 A no se pueden medir corrientes superiores.

¿Qué funciones tiene el multímetro digital?

Multímetro digital PM110

1. Visualizador o display LCD donde se indican los valores de medición.
2. Conmutador giratorio: encendido y apagado (On/off) y selección del tipo y del intervalo de medición.
3. La toma de entrada de la intensidad 10 A (superior a 200 mA).
4. La toma de entrada de la tensión (V), la resistencia (Ω), la intensidad hasta 200 mA (A) corresponde al polo positivo (cable de medición rojo).
5. COM (“common”): La toma de entrada general corresponde al polo negativo (conectar con el cable de medición negro).

Cómo colocar la pila

Cómo colocar la pila en el multímetro digital

• Antes de utilizarlo por primera vez hay que poner la pila suministrada.
• Al abrir la tapa trasera con un destornillador en cruz el aparato no puede estar conectado a nada. El conmutador giratorio tiene que estar en la posición “OFF”.
• Al volver a cerrar la tapa trasera hay que procurar que no se apriete el cable de conexión de la pila. En este caso no hay que forzarlo para poder atornillarlo, sino que hay que guardar primero el cable de la pila correctamente debajo de la pila (véase la fig. 2, b).

Prender y apagar el aparato

Para prender girar el conmutador de la posición “OFF” a la función de medición deseada. Para apagarlo, volver a ponerlo en la posición “OFF”. Apaguen siempre el aparato inmediatamente después de utilizarlo para no consumir la pila del multímetro digital de forma innecesaria.

Selección del tipo o función de medición

Se pueden medir las siguientes magnitudes eléctricas (véase la figura):

• Selección de las funciones de medición
• 

  Multimetro - corriente continua, intervalo de 20 V

• 

  Multimetro - corriente alterna, intervalo de 200 V

• 

  Multimetro - corriente continua, intervalo de 200 mA

• 

  Multimetro - corriente continua, hasta 10 A

• 

  Multimetro - resistencia, intervalo de 2000 Ohm

Si hiciera falta hay explicaciones sobre las funciones de medición “Comprobación de diodos/de paso” y “Test de la pila” en las instrucciones de uso originales del aparato.

Atención al cambiar de función de medición:

Si quieren cambiar de una función a otra, p. ej., cambiar de “medición de la resistencia” a “medición de la tensión continua”, ¡hay que siempre quitar el cable de medición del objeto que se quiere medir! De no ser así, el aparato o el objeto de medición podría ser perjudicado. Sólo si p. ej. cambian directamente de “tensión continua” a “OFF” y después a “corriente continua” no puede pasar nada.

Conectar correctamente los cables de medición

La regla a seguir es: ¡El cable negro siempre hay que conectarlo a COM!

• La toma COM es donde debe conectarse el cable de medición negro.

  ¡Deben conectarlo siempre al polo negativo del circuito de medición!

• La toma con la mención “VΩmA” es la toma de entrada para el cable de medición rojo para realizar todas las mediciones de tensión, resistencia y corriente (salvo 10 A)

  ¡Deben conectarlo siempre al polo positivo del circuito de medición!

• La toma que pone “10A” es la toma de entrada para el cable rojo para medir corrientes elevadas.

  ¡Deben conectarlo siempre al polo positivo del circuito de medición!

A continuación una vez más todas las reglas:

Toma	Cable	Polo
COM	negro	negativo
V Ω mA	rojo	positivo
10A	rojo	positivo

Verificación de la conexión correcta

¡Comprueben ustedes mismos con una pila, una batería o una célula solar si se han seguido correctamente las reglas!

Coloquen el conmutador giratorio en corriente continua y elijan el intervalo de 20 V al utilizar una pila de 9 V. Conecten correctamente los cables de medición al multímetro digital (el negro a “COM”, el rojo a “V Ω mA”). Ahora conecten el cable de medición rojo al polo negativo y el negro al polo positivo de la pila. En el display aparecerá una tensión negativa. Ahora conecten el cable de medición negro al polo negativo y el rojo al polo positivo de la pila. En el display aparecerá ahora una tensión positiva. Cuando se conecta el polo positivo de una célula solar al cable rojo y el negativo al cable negro también aparece la indicación de una tensión positiva.

• Conexión del cable de medición al multímetro digital
• 

  No se ha conectado correctamente el cable de medición

• 

  Se ha conectado correctamente el cable de medición

• 

  La conexión a esta célula solar es correcta

¿Qué intervalo de medición hay que elegir?

Si se desconoce el valor de la magnitud a medir seleccionen primero siempre el intervalo más elevado. Es decir, tratándose de corriente continua p. ej. 250 V. Ajusten el intervalo de medición de arriba a abajo y vayan aproximándose así al valor de medición. El ajuste óptimo lo verán en la resolución máxima del valor de medición. Tratándose de una pila de 9 V la peor es la selección de 250 V (fig. 6, a), con 200 V (fig. 6, b) ya mejora y con 20 V (fig. 6, c) es la mejor selección. Seleccionar 2000 mV o 2 V (fig. 6, d) es completamente incorrecto tratándose de una pila de 9 V. La indicación “1” significa “overflow” (sobrecarga). Además, este método – empezar la selección con el valor más elevado – les garantiza que no se funda el fusible del aparato.

• Selección óptima del intervalo de medición en base al ejemplo de una pila de 9 V.
• 

  a) Medición de 9 V con selección de 250 V

• 

  b) Medición de 9 V con selección de 200 V

• 

  c) Medición de 9 V con selección de 20 V

• 

  d) Medición de 9 V con selección de 2000 mV

Determinación de un polo desconocido de fuentes de corriente o tensión

Las reglas descritas en el punto 1.6 respecto a la forma de conectar los cables de medición al multímetro y al objeto a medir parecen arbitrarias. ¿No se podrían definir al revés sin ningún problema?

La respuesta es que no, porque al respetar estas reglas podemos determinar la polaridad de las fuentes de corriente y tensión cuando las desconocemos.

Queremos utilizar el motor eléctrico como generador en el sentido de las agujas del reloj. Para ello comprobamos si una rotación a la derecha suministra tensión positiva en esta conexión.

El conocer la polaridad de las fuentes de corriente y tensión es muy importante, porque muchos componentes eléctricos no funcionan si se conectan a los polos equivocados. Los LED, p. ej., no se encienden, los acumuladores y los condensadores electrolíticos no se cargan si se conectan al polo equivocado o incluso pueden romperse.

Si queremos utilizar, por ejemplo, un motor eléctrico como generador para cargar un condensador electrolítico o una célula electroquímica, tenemos que saber qué alambre de conexión es el polo positivo y cuál es el negativo. Si en nuestro ejemplo (fig. 7) en una rotación a la derecha el multímetro indicara una tensión positiva, entonces sabríamos: Que el borne de conexión rojo del motor al girar en este sentido es el polo positivo.

Circuitos para mediciones eléctricas sencillas

Este tema sólo se presenta en la medida y la profundidad necesarias para poder trabajar con la caja de experimentación.

Medición de la tensión en un circuito eléctrico

En general la regla es: El aparato de medición siempre se conecta en paralelo a la fuente de tensión o al objeto a medir. El cable rojo se conecta al polo positivo y el negro al negativo del objeto de medición.

La medición de la tensión en vacío de una fuente de corriente

El aparato de medición en este caso es el único consumidor. La resistencia interna del aparato de medición, es decir, la resistencia de carga, es extremadamente alta tratándose de una medición de tensión (en multímetros digitales de hasta 20 MOhm).

La resistencia interna de la fuente de tensión (en nuestro ejemplo, una pila o acumulador) es por consiguiente extremadamente baja en comparación con la resistencia de carga. Por eso, en el circuito eléctrico casi no pasa la corriente de carga (“en vacío”) por el multímetro digital. En la fuente de tensión sin carga se mide por esta razón la tensión en vacío.

La medición de la tensión bajo carga

Aquí pasa en el circuito eléctrico por el consumidor (en nuestro ejemplo, un foco) una corriente de carga. La tensión medida es menor a la tensión en vacío. En función de si la resistencia interna de la fuente de tensión es más o menos pequeña en comparación con la resistencia de carga, la disminución de la tensión en comparación con la tensión en vacío será menor o mayor.

La medición de la tensión en redes con diferentes ramales

En caso de que en un circuito eléctrico haya varios “consumidores” conectados uno tras otro (conexión en serie), se divide la tensión. La tensión puede ser medida como tensión total (aquí, V1) en paralelo a la fuente de tensión, y como tensión parcial en cada resistencia de carga (aquí, V2, V3, V4).

---

© Siemens Stiftung 2016. Contenido licenciado bajo CC BY-SA 4.0 internacional

Destrezas fonológica que consiste en encontrar similitudes y diferencias entre los fonemas o sílabas que forman una palabra.