Empezando con su multímetro - 💡 Fix My Ideas

Empezando con su multímetro

Empezando con su multímetro


Autor: Ethan Holmes, 2019

Este Skill Builder está extraído de la 2ª edición de Make: Electronics, disponible en Maker Shed y en las mejores tiendas de todo el mundo.

De todas las herramientas electrónicas, considero que el multímetro es el más esencial. Le dirá cuánto voltaje existe entre dos puntos en un circuito, o cuánta corriente pasa a través del circuito. Le ayudará a encontrar un error de cableado y también puede evaluar un componente para determinar su resistencia eléctrica, o su capacidad, que es la capacidad de almacenar una carga eléctrica.

Si está empezando con poco o ningún conocimiento, estos términos pueden parecer confusos, y puede sentir que un multímetro parece complicado y difícil de usar. Este no es el caso. Facilita el proceso de aprendizaje, porque revela lo que no puede ver.

Figura a

Antes de discutir qué medidor comprar, puedo decirle qué no comprar. No desea un medidor de la vieja escuela con una aguja que se mueve a través de una escala, como se muestra en la Figura A. Es un medidor analógico.

Desea un medidor digital que muestre los valores numéricamente, y para darle una idea del equipo disponible, he seleccionado cuatro ejemplos.

Figura b

La Figura B muestra el medidor digital más barato que pude encontrar, y me cuesta menos que una novela de bolsillo o un paquete de seis refrescos. No puede medir resistencias muy altas o voltajes muy bajos, su precisión es pobre y no mide la capacitancia en absoluto. Sin embargo, si su presupuesto es muy ajustado, funcionará para proyectos básicos.

Figura c

El medidor en la Figura C ofrece más precisión y más características. Este medidor, o uno similar, es una buena opción básica mientras aprendes electrónica.

Figura d

El ejemplo en la Figura D es un poco más caro pero de mayor calidad. Este modelo en particular ha sido descontinuado, pero puede encontrar muchos similares, probablemente costando dos o tres veces más que la marca NT en la Figura C. Extech es una compañía bien establecida que intenta mantener sus estándares frente al precio de corte. competidores.

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La figura E muestra mi medidor personal preferido al momento de escribir. Es físicamente resistente, tiene todas las características que podría desear y mide una amplia gama de valores con una precisión extremadamente buena. Sin embargo, cuesta más de 20 veces más que el producto de precio de ganga más barato. Lo considero como una inversión a largo plazo.

¿Cómo decides qué medidor comprar? Bueno, si estuviera aprendiendo a conducir, no necesariamente necesitaría un automóvil costoso. Del mismo modo, no necesita un medidor de alto precio mientras está aprendiendo electrónica. Por otro lado, el medidor más barato absoluto puede tener algunos inconvenientes, como un fusible interno que no es fácilmente reemplazable, o un interruptor giratorio con contactos que se desgastan rápidamente. Así que aquí hay una regla de oro si quiere algo que considero barato pero aceptable: busque en eBay el modelo más barato que pueda encontrar, luego doble el precio y utilícelo como su guía.

Independientemente de cuánto gaste, los siguientes atributos y capacidades son importantes.

Que va

Un medidor puede medir tantos valores, tiene que tener una forma de reducir el rango. Algunos medidores tienen rango manual, lo que significa que usted gira un dial para elegir un campo de juego para la cantidad que le interese. Un rango podría ser de 2 a 20 voltios, por ejemplo.

Otros medidores tienen rango automático, lo cual es más conveniente, ya que solo conectas el medidor y esperas a que resuelva todo. Sin embargo, la palabra clave es "esperar". Cada vez que realice una medición con un medidor de rango automático, esperará un par de segundos mientras realiza una evaluación interna. Personalmente tiendo a ser impaciente, así que prefiero los contadores manuales.

Otro problema con el rango automático es que debido a que no ha seleccionado un rango, debe prestar atención a las letras pequeñas en la pantalla donde el medidor le está diciendo qué unidades ha decidido usar. Por ejemplo, la diferencia entre una "K" y una "M" cuando se mide la resistencia eléctrica es un factor de 1,000. Esto me lleva a mi recomendación personal: sugiero usar un medidor de rango manual para sus aventuras iniciales. Tendrá menos posibilidades de cometer errores y debería costar un poco menos.

La descripción de un medidor de un proveedor debe indicar si utiliza el rango manual o el rango automático, pero si no, puede saberlo mirando una foto de su selector. Si no ve ningún número alrededor del dial, es un medidor de rango automático. El medidor en la Figura D hace rango automático. Los otros que imaginé no lo hacen.

Valores

El dial también revelará qué tipos de mediciones son posibles. Por lo menos, usted debe esperar:

Tres muestras del símbolo griego omega, utilizadas para representar la resistencia eléctrica.

Voltios, amperios y ohmios, a menudo abreviados con la letra V, la letra A y el símbolo del ohmio, que es la letra griega omega, que se muestra en la Figura F. Es posible que no sepa qué significan estos atributos en este momento, pero son fundamentales. .

Su medidor también debe ser capaz de medir miliamperios (mA abreviado) y milivoltios (mV abreviado). Es posible que esto no quede claro inmediatamente en el cuadrante del medidor, pero se incluirá en su especificación.

DC / AC significa corriente continua y corriente alterna. Puede seleccionar estas opciones con un botón DC / AC, o elegirlas en el dial selector principal. Un pulsador es probablemente más conveniente.

La prueba de continuidad es una característica útil que le permite verificar si hay malas conexiones o roturas en un circuito eléctrico. Lo ideal sería crear una alerta audible, en cuyo caso se representará simbólicamente con un pequeño punto que tiene líneas semicirculares que irradian, como se muestra en la Figura G.

Figura G. Este símbolo indica la opción para probar la continuidad de un circuito, con retroalimentación audible. Es una característica muy útil.

Por una pequeña suma adicional, debería poder comprar un medidor que realice las siguientes mediciones, en orden de importancia:

Capacidad. La mayoría de los circuitos electrónicos requieren pequeños componentes llamados capacitores. Debido a que los pequeños generalmente no tienen sus valores impresos, la capacidad de medir sus valores puede ser importante, especialmente si algunos de ellos se mezclan o (peor) caen al piso. Los metros muy baratos por lo general no pueden medir la capacitancia. Cuando existe la característica, generalmente se indica con una letra F, que significa faradios, que son las unidades de medida. También se puede utilizar la abreviatura CAP.

La prueba del transistor se indica mediante pequeños orificios etiquetados como E, B, C y E. Puede enchufar el transistor en los orificios para verificar en qué parte del transistor debe colocarse un circuito, o si lo ha quemado.

La frecuencia se abrevia como Hz.

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Prueba el poder

¿Puedes probar la electricidad? Se siente como si pudieras.

Que necesitarás:

  • Batería de 9 voltios
  • Multímetro

Precaución: ¡No más de nueve voltios! Este experimento solo debe usar una batería de 9 voltios. No lo intente con un voltaje más alto, y no use una batería más grande que pueda suministrar más corriente. Además, si tiene aparatos metálicos en los dientes, tenga cuidado de no tocarlos con la batería. Lo más importante es que nunca aplique corriente eléctrica de cualquier tamaño de batería a través de una ruptura en su piel.

Procedimiento

Humedezca la lengua y toque la punta con los terminales metálicos de una batería de 9 voltios.

¿Sientes ese cosquilleo? Ahora ponga la batería a un lado, saque la lengua y seque bien la punta con un pañuelo. Vuelve a tocar la batería con la lengua y sentirás menos hormigueo.

¿Que esta pasando aqui? Puedes usar un medidor para averiguarlo.

Configuración de su medidor

¿Su medidor tiene una batería preinstalada? Seleccione cualquier función con el dial y espere a ver si la pantalla muestra un número. Si no se ve nada, es posible que tenga que abrir el medidor y colocar una batería antes de poder usarlo; consulte las instrucciones que vienen con el medidor.

Figura 1. Cables para un medidor, que terminan en sondas metálicas.

Los medidores se suministran con un cable rojo y un cable negro. Cada cable tiene un tapón en un extremo y una sonda de acero en el otro extremo. Inserta los enchufes en el medidor, luego toca las sondas en los lugares donde quieres saber qué está pasando. Ver Figura 1. Las sondas detectan electricidad; no lo emiten en cantidades significativas. Cuando estás tratando con pequeñas corrientes y voltajes, las sondas no pueden hacerte daño (a menos que te golpees con sus extremos afilados).

Figura 2. Observe el etiquetado de las tomas en este medidor.

Figura 3. Las funciones del zócalo se dividen de manera diferente en este medidor.

La mayoría de los medidores tienen tres enchufes, pero algunos tienen cuatro (consulte las Figuras 2 y 3). Aquí están las reglas generales:

Un socket debe estar etiquetado como COM. Esto es común a todas sus medidas. Enchufe el cable negro en este zócalo y déjelo allí.

Otro zócalo debe identificarse con el símbolo de ohmio (omega) y la letra V para voltios. Puede medir resistencia o voltaje. Enchufe el cable rojo en este zócalo.

La toma de voltaje / ohmios también se puede usar para medir pequeñas corrientes en mA (miliamperios) ... o puede ver una toma separada para esto, que requerirá que mueva el cable rojo algunas veces.

Un zócalo adicional se puede etiquetar como 2A, 5A, 10A, 20A o algo similar, para indicar un número máximo de amperios. Esto se utiliza para medir corrientes altas.

Fundamentos: Ohmios

Vas a evaluar la resistencia de tu lengua, en ohmios. Pero, ¿qué es un ohm?

Medimos la distancia en millas o kilómetros, la masa en libras o kilogramos y la temperatura en grados Fahrenheit o Centígrados. Medimos la resistencia eléctrica en ohmios, que es una unidad internacional que lleva el nombre de Georg Simon Ohm, quien fue un pionero eléctrico.

El símbolo griego omega indica ohmios, pero para resistencias superiores a 999 ohmios se usa la letra K mayúscula, que significa kilohm, equivalente a mil ohms. Por ejemplo, una resistencia de 1.500 ohmios es igual a 1.5K.

Por encima de 999,999 ohmios, se usa la letra M mayúscula, que significa megohm, que es un millón de ohmios. En el habla cotidiana, un megohm a menudo se conoce como un "meg". Si alguien está utilizando un "resistor de dos puntos y dos megas", su valor es de 2.2M.

En la Figura 4 se muestra una tabla de conversión para ohmios, kilohms y megohms.

Figura 4

En Europa, la letra R, K o M se sustituye por un punto decimal para reducir el riesgo de errores. Por lo tanto, 5K6 en un diagrama de circuito europeo significa 5.6K, 6M8 significa 6.8M, y 6R8 significa 6.8 ohmios. No usaré el estilo europeo aquí, pero puede encontrarlo en algunos diagramas de circuitos en otros lugares.

Un material que tiene una resistencia muy alta a la electricidad se llama aislante. La mayoría de los plásticos, incluidas las fundas de colores alrededor de los cables, son aislantes.

Un material con muy baja resistencia es un conductor. Metales como el cobre, el aluminio, la plata y el oro son excelentes conductores.

Midiendo su lengua

Inspeccione el cuadrante en la parte frontal de su multímetro y encontrará al menos una posición identificada con el símbolo de ohm. En un medidor de rango automático, gire el dial para señalar el símbolo de ohmio como se muestra en la Figura 5, toque las sondas suavemente a su lengua, y espere a que el medidor elija un rango automáticamente. Esté atento a la letra K en la pantalla numérica. Nunca metas las sondas dentro ¡tu lengua!

Figura 5. En un medidor de rango automático, simplemente gire el dial al símbolo de ohmios (omega).

En un medidor manual, debe elegir un rango de valores. Para una medición de lengua, probablemente 200 K (200,000 ohmios) serían correctos. Tenga en cuenta que los números al lado del dial son máximos, por lo que 200K significa "no más de 200,000 ohmios", mientras que 20K significa "no más de 20,000 ohmios". Vea los primeros planos de los medidores manuales en la Figura 6.

Figura 6. Un medidor manual requiere que seleccione el rango.

Toque las sondas a su lengua aproximadamente una pulgada de distancia. Tenga en cuenta la lectura del medidor, que debe ser alrededor de 50K. Deje a un lado las sondas, saque la lengua y use un pañuelo para secarlo con cuidado y por completo, como lo hizo antes. Sin permitir que su lengua se humedezca nuevamente, repita la prueba y la lectura debería ser más alta. Usando un medidor de rango manual, puede que tenga que seleccionar un rango más alto para ver un valor de resistencia.

Cuando su piel está húmeda (por ejemplo, si transpira), su resistencia eléctrica disminuye. Este principio se usa en los detectores de mentiras, porque alguien que a sabiendas dice una mentira, en condiciones de estrés, puede tender a transpirar.

Aquí está la conclusión que su prueba puede sugerir. Una resistencia más baja permite que fluya más corriente eléctrica, y en su prueba inicial, más corriente creó un cosquilleo más grande.

Fundamentos: Dentro de una batería

Cuando usaste una batería para la prueba de lengua original, no me molesté en mencionar cómo funciona una batería. Ahora es el momento de rectificar esa omisión.

Una batería de 9 voltios contiene sustancias químicas que liberan electrones (partículas de electricidad), que desean fluir de un terminal a otro como resultado de una reacción química. Piense que las celdas dentro de una batería son como dos tanques de agua: uno de ellos lleno, el otro vacío. Si los tanques están conectados entre sí por una tubería y una válvula, y abre la válvula, el agua fluirá entre ellos hasta que sus niveles sean iguales. La figura 7 puede ayudarte a visualizar esto. De manera similar, cuando abres un camino eléctrico entre los dos lados de una batería, los electrones fluyen entre ellos, incluso si el camino consiste solo en la humedad de tu lengua.

Figura 7. Puede pensar que una batería es como un par de depósitos de agua interconectados.

Los electrones fluyen más fácilmente a través de algunas sustancias (como una lengua húmeda) que otras (como una lengua seca).

Investigación exahustiva

La prueba de lengua no fue un experimento muy bien controlado, porque la distancia entre las sondas podría haber variado un poco entre una prueba y otra. ¿Crees que eso puede ser significativo? Vamos a averiguar.

Sostenga las sondas del multímetro de modo que sus puntas estén separadas solo ¼ ”. Tócalos a tu lengua húmeda. Ahora separe las sondas por 1 ″ e inténtelo de nuevo. ¿Qué lecturas obtienes?

Cuando la electricidad viaja a través de una distancia más corta, encuentra menos resistencia. Como resultado, la corriente aumentará.

Pruebe un experimento similar en su brazo, como se muestra en la Figura 8. Puede variar la distancia entre las sondas en pasos fijos, como ¼ ”, y observe la resistencia mostrada por su medidor. ¿Crees que duplicar la distancia entre las sondas duplica la resistencia mostrada por el medidor? ¿Cómo puedes probar o refutar esto?

Figura 8. Varíe la distancia entre las sondas y anote la lectura en su medidor.

Si la resistencia es demasiado alta para que la mida su multímetro, verá un mensaje de error, como L, en lugar de algunos números. Intenta humedecer tu piel, luego repite la prueba y obtendrás un resultado. El único problema es que, a medida que la humedad de la piel se evapora, la resistencia cambiará. Ya ves lo difícil que es controlar todos los factores en un experimento. Los factores aleatorios se conocen adecuadamente como variables no controladas.

Todavía hay una variable más que no he discutido, que es la cantidad de presión entre cada sonda y la piel. Si presionas más fuerte, sospecho que la resistencia disminuirá. ¿Puedes probar esto? ¿Cómo podrías diseñar un experimento para eliminar esta variable?

Si está cansado de medir la resistencia de la piel, puede intentar sumergir las sondas en un vaso de agua. Luego disuelva un poco de sal en el agua y pruébelo nuevamente. Sin duda, ha escuchado que el agua conduce la electricidad, pero la historia completa no es tan simple. Las impurezas en el agua juegan un papel importante.

¿Qué crees que sucederá si intentas medir la resistencia del agua que no contiene impurezas? Tu primer paso sería obtener un poco de agua pura. El llamado agua purificada generalmente tiene minerales agregados después de que se purificó, por lo tanto, eso no es lo que usted quiere. Del mismo modo, el agua de manantial no es totalmente pura. Lo que necesita es agua destilada, también conocida como agua desionizada. Esto se vende a menudo en los supermercados. Creo que encontrará que su resistencia, por pulgada entre las sondas del medidor, es más alta que la resistencia de su lengua. Pruébalo para averiguarlo.

Esos son todos los experimentos relacionados con la resistencia en los que puedo pensar, ahora mismo. Pero todavía tengo un poco de información de fondo para usted.

Antecedentes: El hombre que descubrió la resistencia.

Georg Simon Ohm, que se muestra en la Figura 9, nació en Bavaria en 1787 y trabajó en la oscuridad durante gran parte de su vida, estudiando la naturaleza de la electricidad utilizando un cable metálico que él mismo tenía que fabricar (no se podía conducir hasta el Hogar). Depósito para un carrete de cable de conexión a principios de 1800).

Figura 9.Georg Simon Ohm, después de haber sido honrado por su trabajo pionero, la mayoría de los cuales siguió en una relativa oscuridad.

A pesar de sus recursos limitados y habilidades matemáticas inadecuadas, Ohm pudo demostrar en 1827 que la resistencia eléctrica de un conductor como el cobre variaba en proporción inversa con su área de sección transversal, y la corriente que fluye a través de él es proporcional al voltaje aplicado. a ella, mientras la temperatura se mantenga constante. Catorce años más tarde, la Royal Society de Londres finalmente reconoció la importancia de su contribución y le otorgó la Medalla Copley. Hoy en día, su descubrimiento es conocido como la Ley de Ohm.

Limpieza y reciclaje

Su batería no debería haber sido dañada o descargada significativamente por este experimento. Puedes usarlo de nuevo.

Recuerde apagar su multímetro antes de guardarlo. Muchos multímetros emitirán un pitido para recordarle que los apague si no los usa por un tiempo, pero algunos no lo hacen. Un medidor consume una cantidad muy pequeña de electricidad mientras está encendido, incluso cuando no lo está usando para medir nada.



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