2.2: Uso del ohmímetro

Partes y Materiales

• Multímetro, digital o analógico
• Resistencias surtidas (Catálogo Radio Shack # 271-312 es un surtido de 500 piezas)
• Diodo rectificador (1N4001 o equivalente; Catálogo Radio Shack # 276-1101)
• Fotocélula de Sulfuros de Cadmio (Catálogo Radio Shack # 276-1657)
• Tabla de pruebas (Catálogo Radio Shack # 276-174 o equivalente)
• Alambres de puente
• Papel
• Lápiz
• Vaso de agua
• Sal de mesa

Este experimento describe cómo medir la resistencia eléctrica de varios objetos. No es necesario poseer todos los elementos enumerados anteriormente para poder aprender de manera efectiva sobre la resistencia. Por el contrario, no es necesario limitar sus experimentos a estos elementos. Sin embargo, asegúrese de nunca medir la resistencia de ningún objeto o circuito eléctricamente “vivo”. En otras palabras, no intente medir la resistencia de una batería o cualquier otra fuente de voltaje sustancial utilizando un multímetro ajustado a la función de resistencia (“ohmios”). No atender esta advertencia probablemente resultará en daños en el medidor e incluso lesiones personales.

Referencias cruzadas

Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 1, Capítulo 1: “Conceptos Básicos de Electricidad”

Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 1, Capítulo 8: “Circuitos de Medición DC”

Objetivos de aprendizaje

• Determinación y comprensión de la “continuidad eléctrica”
• Determinación y comprensión de “puntos eléctricamente comunes”
• Cómo medir la resistencia
• Características de la resistencia: existente entre dos puntos
• Selección del rango de medidor adecuado
• Conductividad relativa de diversos componentes y materiales

Ilustración

Instrucciones

La resistencia es la medida de la “fricción” eléctrica a medida que los electrones se mueven a través de un conductor. Se mide en la unidad del “Ohm”, esa unidad simbolizada por la mayúscula griega omega (Ω).

Establezca su multímetro al rango de resistencia más alto disponible. La función de resistencia suele ser denotada por el símbolo de unidad para resistencia: la letra griega omega (Ω), o a veces por la palabra “ohmios”. Toque las dos sondas de prueba de su medidor juntas. Cuando lo hagas, el medidor debe registrar 0 ohmios de resistencia. Si está utilizando un medidor analógico, notará que la aguja se desvía a gran escala cuando las sondas se tocan juntas, y volverá a su posición de reposo cuando las sondas se separen. La escala de resistencia en un multímetro analógico se imprime al revés de las otras escalas: la resistencia cero se indica en el extremo derecho de la escala, y la resistencia infinita se indica en el extremo izquierdo. También debe haber una pequeña perilla de ajuste o “rueda” en el multímetro analógico para calibrarlo para “cero” ohmios de resistencia. Toque las sondas de prueba juntas y mueva este ajuste hasta que la aguja apunte exactamente a cero en el extremo derecho de la báscula.

Si bien su multímetro es capaz de proporcionar valores cuantitativos de resistencia medida, también es útil para pruebas cualitativas de continuidad: si existe o no una conexión eléctrica continua de un punto a otro. Puede, por ejemplo, probar la continuidad de un trozo de cable conectando las sondas del medidor a los extremos opuestos del cable y verificando para ver que la aguja se mueve a gran escala. ¿Qué diríamos de un trozo de alambre si la aguja del ohmímetro no se moviera en absoluto cuando las sondas estuvieran conectadas a extremos opuestos?

Cómo medir la resistencia

Los multímetros digitales ajustados al modo “resistencia” indican no continuidad al mostrar alguna indicación no numérica en la pantalla. Algunos modelos dicen “OL” (Open-Loop), mientras que otros muestran líneas discontinuas.

Use su medidor para determinar la continuidad entre los orificios de una placa de pruebas: un dispositivo utilizado para la construcción temporal de circuitos, donde los terminales de los componentes se insertan en agujeros en una rejilla de plástico, clips de resorte metálicos debajo de cada orificio que conectan ciertos orificios a otros. Use pequeños trozos de alambre de cobre sólido calibre 22, insertados en los orificios de la placa de pruebas, para conectar el medidor a estos clips de resorte para que pueda probar la continuidad:

Un concepto importante en la electricidad, estrechamente relacionado con la continuidad eléctrica, es el de que los puntos son eléctricamente comunes entre sí. Los puntos eléctricamente comunes son puntos de contacto en un dispositivo o en un circuito que tienen una resistencia insignificante (extremadamente pequeña) entre ellos. Podríamos decir, entonces, que los puntos dentro de una columna de tabla de pruebas (verticales en las ilustraciones) son eléctricamente comunes entre sí, porque hay continuidad eléctrica entre ellos. Por el contrario, los puntos de tabla de pruebas dentro de una fila (horizontales en las ilustraciones) no son eléctricamente comunes, porque no hay continuidad entre ellos. La continuidad describe lo que hay entre puntos de contacto, mientras que lo común describe cómo los puntos en sí se relacionan entre sí.

Al igual que la continuidad, la comunalidad es una evaluación cualitativa, basada en una comparación relativa de la resistencia entre otros puntos de un circuito. Es un concepto importante a comprender, porque hay ciertos hechos con respecto al voltaje en relación a los puntos eléctricamente comunes que son valiosos en el análisis de circuitos y la solución de problemas, siendo el primero que nunca habrá caída sustancial de voltaje entre puntos que son eléctricamente comunes a cada uno otro.

Seleccione una resistencia de 10,000 ohmios (10 kΩ) de su surtido de piezas. Este valor de resistencia está indicado por una serie de bandas de color: Marrón, Negro, Naranja, y luego otro color que representa la precisión de la resistencia, Oro (+/- 5%) o Plata (+/- 10%). Algunas resistencias no tienen color para la precisión, lo que las marca como +/- 20%. Otras resistencias utilizan cinco bandas de color para denotar su valor y precisión, en cuyo caso los colores para una resistencia de 10 kΩ serán Marrón, Negro, Negro, Rojo y un quinto color para mayor precisión.

Conecte las sondas de prueba del medidor a través de la resistencia como tal, y anote su indicación en la escala de resistencia:

Si la aguja apunta muy cerca de cero, debe seleccionar un rango de resistencia menor en el medidor, tal como necesitó seleccionar un rango de voltaje apropiado al leer el voltaje de una batería.

Si está utilizando un multímetro digital, debería ver una cifra numérica cercana a 10 que se muestra en la pantalla, con un pequeño símbolo “k” en el lado derecho que denota el prefijo métrico para “kilo” (mil). Algunos medidores digitales tienen rango manual y requieren una selección de rango adecuada al igual que el medidor analógico. Si el tuyo es así, experimenta con diferentes posiciones de interruptor de rango y mira cuál te da la mejor indicación.

Intente invertir las conexiones de la sonda de prueba en la resistencia. ¿Esto cambia en absoluto la indicación del medidor? ¿Qué nos dice esto sobre la resistencia de una resistencia? ¿Qué sucede cuando solo tocas una sonda a la resistencia? ¿Qué nos dice esto sobre la naturaleza de la resistencia y cómo se mide? ¿Cómo se compara esto con la medición de voltaje y qué sucedió cuando intentamos medir el voltaje de la batería tocando solo una sonda a la batería?

Cuando toque las sondas del medidor a los terminales de la resistencia, trate de no tocar ambas puntas de sonda con los dedos. Si lo haces, estarás midiendo la combinación paralela de la resistencia y tu propio cuerpo, ¡lo que tenderá a hacer que la indicación del medidor sea más baja de lo que debería ser! Al medir una resistencia de 10 kΩ, este error será mínimo, pero puede ser más severo al medir otros valores de resistencia.

Puede medir de manera segura la resistencia de su propio cuerpo sujetando una punta de sonda con los dedos de una mano y la otra punta de sonda con los dedos de la otra mano. Nota: tenga mucho cuidado con las sondas, ya que a menudo están afiladas hasta una punta de aguja. ¡Sostenga las puntas de la sonda a lo largo de su longitud, no en los puntos Es posible que deba ajustar el rango del medidor nuevamente después de medir la resistencia de 10 kΩ, ya que la resistencia de su cuerpo tiende a ser superior a 10,000 ohmios mano a mano. Intenta mojar tus dedos con agua y volver a medir la resistencia con el medidor. ¿Qué impacto tiene esto en la indicación? Intenta mojar tus dedos con agua salada preparada con el vaso de agua y sal de mesa, y volver a medir la resistencia. ¿Qué impacto tiene esto en la resistencia de su cuerpo medida por el medidor?

La resistencia es la medida de la fricción al flujo de electrones a través de un objeto. Cuanta más resistencia haya entre dos puntos, más difícil es que los electrones se muevan (fluyan) entre esos dos puntos. Dado que la descarga eléctrica es causada por un gran flujo de electrones a través del cuerpo de una persona, y el aumento de la resistencia corporal actúa como una salvaguardia al dificultar que los electrones fluyan a través de nosotros, ¿qué podemos determinar sobre la seguridad eléctrica a partir de las lecturas de resistencia obtenidas con los dedos mojados? ¿El agua aumenta o disminuye el riesgo de choque para las personas?

Mida la resistencia de un diodo rectificador con un medidor analógico. Intente invertir las conexiones de la sonda de prueba al diodo y vuelva a medir la resistencia. ¿Qué le llama la atención por ser notable del diodo, especialmente en contraste con la resistencia?

Toma un trozo de papel y dibuja una marca negra muy pesada sobre él con un lápiz (¡no un bolígrafo!). Mida la resistencia en la tira negra con su medidor, colocando las puntas de la sonda en cada extremo de la marca así:

Mueva las puntas de la sonda más cerca de la marca negra y anote el cambio en el valor de resistencia. ¿Aumenta o disminuye con la disminución del espaciado de las sondas? Si los resultados son inconsistentes, es necesario volver a dibujar la marca con más y más trazos de lápiz más pesados, para que sea consistente en su densidad. ¿Qué le enseña esto sobre la resistencia versus la longitud de un material conductor?

Conecte su medidor a los terminales de una fotocélula de sulfuro de cadmio (CDs) y mida el cambio en la resistencia creado por las diferencias en la exposición a la luz. Al igual que con el diodo emisor de luz (LED) del experimento del voltímetro, es posible que desee usar cables de puente de pinza de cocodrilo para hacer la conexión con el componente, dejando las manos libres para sujetar la fotocélula a una fuente de luz y/o cambiar los rangos del medidor:

Experimente con la medición de la resistencia de varios tipos diferentes de materiales, solo asegúrese de no intentar medir nada que produzca voltaje sustancial, como una batería. Las sugerencias de materiales a medir son: tela, plástico, madera, metal, agua limpia, agua sucia, agua salada, vidrio, diamante (en un anillo de diamantes u otra pieza de joyería), papel, caucho y aceite.