Lección Teach
Fundamentos del laboratorio de electrónica (4/7): medir corriente sin provocar un cortocircuito
Los estudiantes aprenden por qué se inserta un amperímetro en serie, predicen y miden la corriente real, convierten A y mA y aplican una secuencia segura de medidor físico.
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Resultados de aprendizaje
Explique por qué un amperímetro se inserta en serie en lugar de colocarse en paralelo con una fuente de alimentación.
Prediga la corriente utilizando la ley de Ohm y una resistencia equivalente.
Convierte correctamente entre amperios y miliamperios.
Aplique la secuencia del medidor físico de apagado, selección de enchufe/modo/rango, inserción de serie y encendido cauteloso.
Vista previa de la actividad del estudiante
Contenido de la actividad
Solo vista previa. En una sesión de clase, los estudiantes pueden completar respuestas y entregar su trabajo al docente.
1 · Por qué una mala conexión de corriente es peligrosa
6 min
La tensión se mide entre dos nodos existentes. La corriente es diferente: es la tasa de
flujo de carga a través de un camino. Para medir ese flujo, un amperímetro pasa a
formar parte del camino.
Esta diferencia crea una de las reglas de seguridad más importantes del primer
laboratorio. Una entrada de corriente tiene una resistencia muy baja. Colocarla
directamente en paralelo con una fuente de alimentación puede crear casi un
cortocircuito, quemar el fusible del medidor, dañar los cables o sobrecargar la fuente.
En esta lección, Hive proporciona una ruta precableada de forma segura. El manejo de
medidores físicos aparece sólo como una teoría opcional para un futuro laboratorio
supervisado; no se requiere equipo físico.
Un amperímetro pertenece al camino
En la configuración segura, la misma corriente de la rama pasa a través de la
resistencia y el medidor. En la configuración insegura, la entrada de corriente de baja
resistencia está casi directamente en paralelo con la fuente.
En un hipotético futuro laboratorio físico, ¿qué se debe hacer normalmente para medir la
corriente a través de una rama de resistencia?
2 · Predecir la corriente antes de seleccionar un rango
7 min
Una predicción protege tanto el equipo como el razonamiento. Le indica si debe esperar
amperios, miliamperios o microamperios y le ayuda a reconocer una lectura que es mil
veces mayor.
La red Hive preparada utiliza una fuente 5.0 V y una resistencia equivalente
aproximada de 1950 Ω. La ley de Ohm da:
Corriente prevista
I=\frac{V}{R}=\frac{5.0\,\text{V}}{1950\,\Omega}\approx0.00256\,\text{A}=2.56\,\text{mA}
Recordar:
- 1 A = 1000 mA
- 1 mA = 0.001 A
- 2.5 mA = 0.0025 A, no 2.5 A
Medición de corriente total preparada
El amperímetro ya está insertado en la ruta de la fuente. La corriente que muestra es la
corriente de fuente total suministrada a esta red de resistencia, antes de que esa
corriente se divida entre las ramas paralelas. Las dos resistencias 10 kΩ inferiores
forman 20 kΩ; por lo tanto, 1 kΩ || 20 kΩ ≈ 0.952 kΩ y el total de la serie es
aproximadamente 1.95 kΩ.
Calcule la corriente esperada. Ingrese el resultado en miliamperios, luego muestre la
sustitución y conversión de amperios.
Teoría opcional: secuencia del medidor físico
No se requiere ningún medidor físico en esta lección. Para trabajos supervisados
posteriores, con la alimentación apagada, mueva el cable rojo al enchufe de corriente
requerido por el rango esperado, mantenga el cable negro en COM y seleccione corriente
CC. Antes de energizar, verifique la clasificación de corriente de la toma, el fusible,
el tiempo máximo de medición y los límites de categoría/tensión del medidor en el
manual. Si la corriente es incierta, comience con la entrada y el rango de alta
corriente aprobados por el fabricante, no con un enchufe cuya clasificación la
predicción pueda exceder. Abra el camino e inserte el medidor en serie, luego use el
límite de corriente y la pantalla de la fuente como medidas de protección adicionales.
Nunca exceda las marcas o el límite de tiempo. Cuando termine, apague y regrese el cable
rojo al enchufe de tensión/resistencia para que el siguiente usuario no cortocircuite
accidentalmente una fuente.
3 · Medir la corriente total real de la fuente
10 min
Hive abre la ruta de corriente ya cableada. No cambie el modo del medidor ni los cables:
el objetivo del aprendizaje es obtener e interpretar una lectura de corriente segura.
Medir la corriente A de la ley de Ohm
Abra Hive desde este bloque y espere a que aparezca el circuito completo.
Compare la ruta del tablero con la figura del circuito simplificado.
Abra el Multímetro y confirme el modo corriente CC (
Corriente CCo equivalente en una interfaz en español).No cambie al modo de tensión y no mueva los cables de corriente.
Seleccione Realizar medición una vez y espere el resultado real del hardware.
Copie el número y la unidad exactamente como se muestran, luego conviértalos a la otra unidad de corriente en la tabla.
Complete una fila. Si Hive muestra amperios, convierta a miliamperios multiplicando por
1000. Si muestra miliamperios, convierta a amperios dividiendo por 1000. Ejemplo de
solo formato: 0.00254 | A | 0.00254 A | 2.54 mA | 2.56 mA | 0.02 mA. Reemplace el
valor mostrado y la diferencia calculada con su propio resultado. Deje las filas en
blanco adicionales sin usar.
Registro de medición de corriente
Complete una fila después de la medición Hive. Registre el número y la unidad mostrados, tanto en forma A como en mA, la corriente prevista y la diferencia absoluta en mA.
| Número mostrado | Unidad mostrada | Corriente A | Corriente mA | Corriente prevista mA | diferencia absoluta mA |
|---|---|---|---|---|---|
Compare la corriente real con su predicción. Indique ambos valores en la misma unidad,
describa la diferencia como pequeña o grande en relación con aproximadamente 2.56 mA y
dé una razón por la que no se espera una concordancia exacta.
4 · Teoría opcional: dejar un multímetro físico en un estado seguro
7 min
No se requiere medidor físico ni batería. Esta es una secuencia de laboratorio del
futuro: una medición de corriente cambia el circuito y, a menudo, cambia el enchufe del
medidor físico.
1. Estimar la corriente máxima esperada; compárela con la entrada, fusible, rango y tiempo de medición permitido seleccionados en el manual del medidor.
2. Apagado.
3. Coloque negro en COM y rojo en el enchufe de corriente correcto.
4. Seleccione la corriente AC o CC para que coincida con el circuito.
5. Abra la rama deseada e inserte el medidor en serie.
6. Inspeccione la ruta, habilite la alimentación y lea el valor con su unidad.
7. Apague antes de retirar el medidor.
8. Devuelva el cable rojo a la toma de tensión/resistencia.
¿Qué acciones reducirían el riesgo de una hipotética medición de corriente física?
Seleccione todo lo que corresponda.
En un futuro laboratorio hipotético, un compañero de clase dice: "El fusible del medidor
se fundió cuando intenté medir la corriente de una batería". Explique el posible error
de conexión, la acción segura inmediata y cómo se organizaría la medición corregida con
una carga.