Instrumentos Calibrados (página 3)

Existen también otros tipos de óhmetros más exactos y sofisticados, en los que la batería ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de intensidad constante I, la cual se hace circular a través de la resistencia R bajo prueba. Luego, mediante otro circuito se mide el voltaje V en los extremos de la resistencia. De acuerdo con la ley de Ohm el valor de R vendrá dado por:

Para medidas de alta precisión la disposición indicada anteriormente no es apropiada, por cuanto que la lectura del medidor es la suma de la resistencia de los cables de medida y la de la resistencia bajo prueba. Para evitar este inconveniente, un óhmetro de precisión tiene cuatro terminales, denominados contactos Kelvin. 2 terminales llevan la corriente constante desde el medidor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la medida del voltaje directamente entre terminales de la misma, con lo que la caída de tensión en los conductores que aplican dicha corriente constante a la resistencia bajo prueba no afecta a la exactitud de la medida.

Un voltímetro: Es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.

Podemos clasificar los voltímetros por su funcionamiento mecánico, siendo en todos los casos el mismo instrumento

Voltímetros electromecánicos: Estos voltímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios. Existen modelos que separan las corrientes continua y alterna de la señal, pudiendo medirlas independientemente. Voltímetros electrónicos: Añaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada (del orden de los 20 megaohmios) y mayor sensibilidad. Algunos modelos ofrecen medida de "verdadero valor eficaz" para corrientes alternas. Los que no miden el verdadero valor eficaz es por que miden el valor de pico a pico, y suponiendo que se trata de una señal sinusoidal perfecta, calculan el valor eficaz por medio de la siguiente fórmula: Voltímetros vectoriales: Se utilizan con señales de microondas. Además del módulo de la tensión dan una indicación de su fase. Voltímetros digitales: Dan una indicación numérica de la tensión. Suelen tener prestaciones adicionales como memoria, detección de valor de pico, verdadero valor eficaz (RMS), autorrango y otras.

El sistema de medida emplea técnicas de conversión analógico-digital (que suele ser empleando un integrador de doble rampa) para obtener el valor numérico mostrado en una pantalla numérica LCD.

El primer voltímetro digital fue inventado y producido por Andrew Kay de "Non-Linear Systems" (y posteriormente fundador de Kaypro) en 1954.

El Wattmetro: El vatímetro es un instrumento utilizado en la medición de potencia activa. Un tipo de vatímetro muy difundido es el de tipo electrodinámico, que se basa en la interacción entre corrientes que circulan por bobinas dispuestas convenientemente. Es posible la medición de potencia de señales de cualquier tipo (forma de onda), dado que la deflexión o respuesta del instrumento es proporcional a la potencia activa desarrollada.

En su forma más simple, consta de 2 bobinas de corriente de baja resistencia conectadas en serie entre ellas y con la carga, y una bobina de tensión de alto nivel de resistencia, que admite 2 formas de conexionado. Las bc están fijas, mientras que la bv es móvil, y su desplazamiento es solidario con el elemento indicador (una aguja, p.e.)

Un Multímetro: A veces también denominado polímetro o tester, es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad.

Funciones comunes: Existen distintos modelos que incorporan además de las tres funciones básicas antes citadas algunas de las siguientes:

Un comprobador de resistencia, que emite un sonido cuando el circuito bajo prueba no está interrumpido o la resistencia no supera un cierto nivel. (También puede mostrar en la pantalla 00.0, dependiendo el tipo y modelo).

Presentación de resultados mediante dígitos en una pantalla, en lugar de lectura en una escala.

Amplificador para aumentar la sensibilidad, para la medida de tensiones o corrientes muy pequeñas o resistencias de muy alto valor.

Medida de inductancias y capacitancias.

Comprobador de diodos y transistores.

Escalas y zócalos para la medida de temperatura mediante termopares normalizados.

Un puente de Wheatstone: Es un instrumento eléctrico de medida inventado por. Samuel Hunter Christie en 1832, mejorado y popularizado por Sir Charles Wheatstone en 1843. Se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.

Un osciloscopio: Es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.

Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos, en teoría.

Un colorímetro: Es cualquier herramienta que identifica el color y el matiz para una medida más objetiva del color.

El colorímetro también es un instrumento que permite la absorbancia de una solución en una específica frecuencia de luz a ser determinada. Es por eso, que hacen posible descubrir la concentración de un soluto conocido que sea proporcional a la absorbancia.

Diferentes sustancias químicas absorben diferentes frecuencias de luz. Los colorímetros se basan en el principio de que la absorbancia de una sustancia es proporcional a su concentración, y es por eso que las sustancias más concentradas muestran una lectura más elevada de absorbancia. Se usa un filtro en el colorímetro para elegir el color de luz que más absorberá el soluto, para maximizar la precisión de la lectura. Note que el color de luz absorbida es lo opuesto del color del espécimen, por lo tanto un filtro azul sería apropiado para una sustancia naranja.

Los sensores miden la cantidad de luz que atravesó la solución, comparando la cantidad entrante y la lectura de la cantidad absorbida.

El Espectrómetro: Es un aparato capaz de analizar el espectro característico de un movimiento ondulatorio. Se aplica a variados instrumentos que operan sobre un amplio campo de longitudes de onda.

El microscopio: Es un instrumento que permite observar objetos que son demasiado pequeños para ser vistos a simple vista. El tipo más común y el primero que se inventó es el microscopio óptico. Se trata de un instrumento óptico que contiene una o varias lentes que permiten obtener una imagen aumentada del objeto y que funciona por refracción.

La ciencia que investiga los objetos pequeños utilizando este instrumento se llama microscópica.

Un contador Geiger: Es un instrumento que permite medir la radiactividad de un objeto o lugar.

Está formado, normalmente, por un tubo metálico con un fino hilo metálico a lo largo de su centro. El espacio entre ellos está aislado y relleno de un gas, y con el hilo a unos 1000 V relativos con el tubo.

Un radiómetro de Nichols: Es un aparato para medir la presión de la radiación. Recibe su nombre del físico americano E. F. Nichols, quién lo ideara a finales del siglo XIX.

Consistía en un par de pequeños espejos de cristal plateados por una cara suspendidos de una delgada fibra de cuarzo en equilibrio de torsión, y encerrados dentro de un recinto en el cual se podía regular la presión de aire. El cabezal de torsión al cual estaba unida la fibra se podía girar desde el exterior por medio de un imán.

Para realizar las medidas se dirigía un haz luminoso primero a un espejo y después al otro, y las desviaciones opuestas observadas se determinaban con la ayuda de un espejo y una escala. La influencia del aire se podía comprobar girando el sistema de forma que los espejos recibieran la luz por su lado no plateado. Se encontró que esta influencia era mínima, de valor casi despreciable, a una presión de 16 MmHg.

La energía radiante del haz incidente se determinaba a partir de su efecto térmico sobre un pequeño disco de plata ennegrecido, método que se demostró más fiable que el bolómetro utilizado inicialmente.

El perfeccionamiento del aparato permitió a Nichols y Hull obtener en 1903 una medida de la presión de la radiación que no difería en más del 10% de la teórica. Otros experimentadores continuarían con su mejora hasta obtener un acuerdo entre las presiones de la radiación observadas y calculadas mejor del 1%.

A veces se confunde este aparato con el radiómetro de Crookes, en el que unas aspas giran dentro de un recinto con un vacío parcial por el efecto de las moléculas de gas remanentes, y no directamente por la presión de los fotones en sí.

Un sismómetroo sismógrafo: Es un instrumento para medir terremotos para la sismología o pequeños temblores provocados, en el caso de la Sismología de exploración.

Este aparato, en sus versiones iniciales, consistía en un péndulo que por su masa permanecía inmóvil debido a la inercia, mientras todo a su alrededor se movía; dicho péndulo llevaba un punzón que iba escribiendo sobre un rodillo de papel pautado en tiempo, de modo que al empezar la vibración se registraba el movimiento en el papel, constituyendo esta representación gráfica el denominado sismograma.

Un indicadorde pH: Es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utiliza como indicador sustancias químicas que cambia su color al cambiar el pH de la disolución. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie. Los indicadores ácido-base tienen un intervalo de viraje de unas dos unidades de pH, en la que cambian la disolución en la que se encuentran de un color a otro, o de una disolución incolora, a una coloreada.

Un Piranómetro: Es un instrumento meteorológico utilizado para medir de manera muy precisa la radiación solar incidente sobre la superficie de la tierra. Se trata de un sensor diseñado para medir la densidad del flujo de radiación solar (vatios por metro cuadrado) en un campo de 180 grados.

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Autor:

Vásquez Gabriela

Prieto Aiskel José

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO PARA EL PODER POPULAR DE LA EDUCACIÓN

UNIVERSIDAD “GRAN MARISCAL DE AYACUCHO”

ASIGNATURA: LABORATORIO DE FÍSICA I.

Profesora: Sosa Laura

Barcelona, 14 de Abril de 2008.