AulaBotRobótica con el Profe Charly
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SESIÓN 03 · ROBÓTICA

Comparamos voltaje y corriente

Probamos las resistencias A y B por separado y comprobamos nuestras predicciones.

Objetivo

Medir V e I con A y luego con B, calcular la corriente usando cada resistencia medida y explicar las diferencias entre los resultados.

Práctica de baja tensión, con supervisión

Usaremos únicamente el circuito de 5 V del Arduino. No uses contactos de pared. Desconecta el USB para cambiar cables, mover bornes o insertar y retirar el multímetro.

Prepara el material

  • Arduino UNO o Nano clásico de 5 V, cable USB y fuente USB aprobada por el profesor.
  • Protoboard, cables y las resistencias A y B identificadas en la sesión 2. Como ejemplo: 1 kΩ y 2.2 kΩ, de ¼ W o mayor, previamente revisadas por el profesor.
  • Multímetro con medición de voltaje y corriente continuos, puntas en buen estado y entrada de corriente protegida según su manual.
  • Las páginas 2 y 3 de la guía y los valores de R registrados en la sesión 2.

Pide al profesor que confirme el valor y la potencia de A y B y calcula la corriente esperada en cada caso. Usaremos una resistencia a la vez; no las conectes juntas ni pruebes valores desconocidos.

La diferencia que debes recordar

V

Voltaje: en paralelo

El multímetro compara dos puntos. Coloca las puntas en los extremos de la resistencia sin abrir el circuito.

I

Corriente: en serie

La corriente debe pasar por el multímetro. Abre el circuito e intercala el instrumento en el camino.

PASO 1

Antes de medir

Recupera RA y RB de la sesión 2. Arma primero, con el USB desconectado: 5V → resistencia A → GND. Para A = 1000 Ω, la predicción ideal es 5 V ÷ 1000 Ω = 0.005 A = 5 mA. Para B = 2200 Ω es aproximadamente 2.27 mA; sustituye estos ejemplos por tus valores reales.

Si mides la resistencia con la función Ω, hazlo sin alimentación y con al menos una terminal de la resistencia fuera del circuito. Después reconéctala. Referencia: Adafruit · Resistencia.

PASO 2

Mide el voltaje en paralelo

El circuito 5V-resistencia-GND sigue cerrado. El voltímetro se conecta en una rama adicional entre los dos extremos de la resistencia: roja al lado 5V y negra al lado GND.
Prueba A primero y B después. V representa el multímetro en función voltímetro. Las puntas tocan los mismos dos nodos que la resistencia. Toca el esquema para ampliarlo.
  1. Con el USB desconectado, coloca la punta negra en COM y la roja en V o VΩ, según las etiquetas.
  2. Selecciona voltaje continuo: V⎓ o DC V. Si el rango es manual, elige uno mayor que 5 V, por ejemplo 20 V si existe.
  3. Coloca la punta roja en el extremo de R conectado a 5V y la negra en el extremo conectado a GND. Evita que se toquen las puntas.
  4. Pide la revisión del profesor y conecta el USB. Lee el valor, normalmente cercano a 5 V, y anótalo con la unidad V.
  5. Desconecta el USB antes de pasar a la medición de corriente.

Referencia: Adafruit · Medición de voltaje.

PASO 3

Mide la corriente en serie

Se retira el cable que conectaba la resistencia con GND y se intercala el amperímetro: resistencia a punta roja, multímetro, punta negra a GND. No queda un cable directo que puentee el medidor.
La letra A dentro del círculo identifica al amperímetro, no a la resistencia A. La punta roja recibe la corriente desde la resistencia y la negra la devuelve a GND. Toca el esquema para ampliarlo.
  1. Con el USB desconectado, retira el cable que unía la resistencia con GND.
  2. Deja la punta negra en COM. Con el profesor, identifica la entrada de corriente correcta para la corriente prevista de tu resistencia (5 mA en el ejemplo A): puede decir mA, µA/mA o VΩmA. No todos los equipos comparten bornes.
  3. Selecciona corriente continua, mA⎓ o DC A, y un rango superior al valor previsto, por ejemplo 20 mA si existe. Confirma los límites del borne y del rango en el manual.
  4. Conecta la punta roja al extremo libre de la resistencia y la negra a GND. No dejes un cable directo entre esos puntos.
  5. Pide revisión, conecta el USB y registra la lectura de A en amperios o miliamperios. No confundas 0.005 A con 0.005 mA.
  6. Desconecta el USB, retira el multímetro y restablece el cable a GND. Devuelve la punta roja al borne VΩ antes de otra medición de voltaje.
Nunca conectes el multímetro en modo corriente directamente entre 5V y GND.

El amperímetro tiene una resistencia interna muy baja: esa conexión puede provocar un cortocircuito y dañar el fusible o el equipo.

Referencia: Adafruit · Conexión y rangos de corriente.

PASO 4

Sustituye A por B y repite

  1. Desconecta el USB, retira el amperímetro y restablece la conexión normal a GND.
  2. Cambia únicamente la resistencia A por la B. Conserva la misma fuente y el mismo tipo de armado.
  3. Vuelve a preparar el multímetro para voltaje: punta roja en el borne VΩ y función V⎓. Mide y registra VB en paralelo.
  4. Desconecta otra vez. Configura la entrada y el rango de corriente adecuados para B e inserta el medidor en serie. Después de la revisión del profesor, alimenta y mide IB.
  5. Al terminar, desconecta el USB y devuelve la punta roja al borne VΩ.
Lo que esperamos observar

Si el voltaje en A y B es aproximadamente igual, la resistencia de menor valor debería dejar pasar más corriente. Mide el voltaje de cada prueba: no des por hecho que ambos son exactamente 5 V.

Registra y compara

Completa las páginas 2 y 3 de la guía con tus mediciones. Para que coincidan las tablas, identifica A = R1 y B = R2. Calcula cada corriente con su propio voltaje y resistencia medidos.

Organización del registro de tu equipo
PiezaR medida (Ω)V medido (V)I calculada (mA)I medida (mA)
A / R1RAVA1000 × VA ÷ RATu lectura de A
B / R2RBVB1000 × VB ÷ RBTu lectura de B

Multiplicamos por 1000 para convertir amperios a miliamperios. Ejemplo: 4.98 V ÷ 1020 Ω = 0.004882 A ≈ 4.88 mA. Estos son datos ilustrativos, no mediciones de tu equipo.

Es normal que el cálculo y la medición no coincidan exactamente: influyen la tolerancia de R, los contactos, la variación de la fuente y el propio instrumento. Si la diferencia es muy grande, desconecta y revisa con el profesor.

Si algo no coincide

El voltaje aparece con signo negativo

Las puntas pueden estar invertidas respecto a los puntos elegidos. Desconecta, revisa la polaridad y reconecta.

La corriente marca cero

Desconecta el USB. Comprueba con el profesor si el circuito está abierto, hay un cable que puentea el medidor, elegiste otro borne o función, o el fusible está abierto. No lo puentes ni abras el instrumento.

Aparece OL o una indicación de fuera de rango

Desconecta la alimentación. Revisa función, rango y límites del equipo con el profesor antes de volver a medir. La indicación exacta depende del modelo.

¿Qué tan cerca quedaron los valores?

La página 3 propone calcular el “error porcentual” respecto a la corriente calculada. Es una diferencia relativa frente al modelo; no significa por sí sola que el multímetro tenga ese error.

Diferencia (%) = |I medida − I calculada| ÷ |I calculada| × 100

Usa la misma unidad en ambas corrientes, por ejemplo mA. Esta operación requiere que la corriente calculada sea distinta de cero.

Ejemplo ilustrativo: si I calculada = 5.00 mA e I medida = 4.80 mA, la diferencia es |4.80 − 5.00| ÷ 5.00 × 100 = 4 %. Haz el cálculo por separado para A y B.

Gráfica opcional: corriente frente a resistencia

Coloca R en el eje horizontal e I en el vertical. Marca los puntos de A y B e incluye las unidades. Utiliza una escala numérica proporcional: separaciones iguales deben representar incrementos iguales. Si ambos casos tienen el mismo voltaje, esperamos una relación inversa; dos puntos solo permiten comparar los casos medidos, no demostrar por sí solos toda la curva.

Explica lo que aprendiste

  1. ¿Cuál resistencia dejó pasar más corriente? Sustenta tu respuesta con los valores de R e I.
  2. ¿El voltaje se mantuvo aproximadamente igual en ambas pruebas?
  3. ¿Por qué insertaste el amperímetro en serie y el voltímetro en paralelo?
  4. ¿Qué podría explicar las diferencias entre I calculada e I medida?
Comprueba tus ideas

Con el mismo voltaje, una resistencia menor deja pasar mayor corriente. El voltímetro compara dos puntos; el amperímetro necesita que la corriente pase por él. Considera la precisión de las lecturas, los contactos y la caída de voltaje que introduce el amperímetro. En tu conclusión, usa los datos reales de A y B.