CONSTRUCCION DE UN AMPERIMETRO

TÍTULO: CONSTRUCCION Y USO DE UN AMPERÍMETRO MULTI-RANGO.

OBJETIVO:

Construir un mili-amperímetro de 0,050 A fondo de escala (se puede hacer un multi-rango) en base de los datos (Rie I fondo escala del micro-amperímetro de la práctica anterior). Aplicar la constante de escala del nuevo aparato en la medición). Aplicar la constante de escala del nuevo aparato en la medición de intensidades de corriente en un circuito eléctrico.

TEORÍA:

AMPERÍMETROS MULTI-ESCALAS

Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Un micro amperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

Si hablamos en términos básicos, el amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia en paralelo, llamada shunt. Disponiendo de una gama de resistencias shunt, podemos disponer de un amperímetro con varios rangos o intervalos de medición. Los amperímetros tienen una resistencia interna muy pequeña, por debajo de 1 ohmnio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito eléctrico.

El aparato descrito corresponde al diseño original, ya que en la actualidad los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída de tensión en un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente eléctrica circulante.

CONSTRUCCIÓN AMPERÍMETRO MULTI-ESCALA.

Se habrá de colocar una resistencia en paralelo (llamada shunt) del valor señalado:

Con esta disposición, además, se distorsiona en menor grado la medida por parte del amperímetro.

Si modificamos la resistencia equivalente al dispositivo (básicamente la resistencia paralelo) modificamos la escala del aparato. De esta manera empleando valores diferentes para rp, por medio de un conmutador, podremos construir un amperímetro multi-escala. El conmutador será del tipo cortocircuitado (contacta antes de abrir), para que el cuadro móvil esté unido al shunt incluso cuando se conmutan las escalas.

De no ser así, el cuadro móvil recibiría toda la corriente en el momento de efectuar el cambio de escala, podría quemarse y quedar inutilizado.

El micro amperímetro de corriente continua es un instrumento de tipo Weston. La bobina del instrumentos es enrollado de tal modo que pueden señalar una de flexión en todo el campo de la escala para intensidades desde 25 micro-amperios (uA) a 50miliamperios (5OmA). Para medir intensidades superiores, se hace uso de un SHUNT que deriva una fracción de la corriente y, en general, se hace pasar por él la mayor parte de la corriente a medir. El SHUNT es simplemente una resistencia baja, el AMPERÍMETRO es un galvanómetro en paralelo con una resistencia SHUNT

RESISTENCIA EN PARALELO SHUNT

En electrónica, un shunt es una carga resistiva a través de la cual se deriva una corriente eléctrica. Generalmente la resistencia de un shunt es conocida con precisión y es utilizada para determinar la intensidad de corriente eléctrica que fluye a través de esta carga, mediante la medición de la diferencia de tensión o voltaje a través de ella, valiéndose de ello de la ley de Ohm (I = V/R).

RESISTOR DE DERIVACIÓN SHUNT

Puesto que el devanado de la bobina del movimiento básico es pequeño y ligero, sólo puede conducir corrientes muy pequeñas. Cuando se miden corrientes elevadas es necesario desviar la mayor parte de la corriente por una resistencia, llamada de derivación (shunt) (figura 1).

Figura 1. Galvanómetro con resistencia shunt

La resistencia de derivación se calcula aplicando un análisis convencional de circuitos a la figura 1 donde:

Rg = resistencia interna del galvanómetro

Rs = resistencia de derivación shunt

Ig= corriente de deflexión a plena escala del movimiento

EQUIPO A UTILIZARSE.

Fuentes: 1 Fuente de corriente continua

Elementos: 1 Resistor decádico de 0 a 10 KΩ

1 Reóstato de 600 Ω

1 Tablero de resistores (100 y 300Ω)

Equipo de medida: 1 Micro-amperímetro analógico (10 A)

1 Multímetro Analógico

1 Multímetro Digital

Elementos de maniobra 1 Interruptor doble con protección.

y Protección 3 Interruptor Simple

Juego de Cables

PROCEDIMIENTO PRÁCTICO:

USO DEL GALVANOMETRO COMO AMPERIMETRO

En el circuito de la fig.1 y con el objeto de comprobar la veracidad del valor de la resistencia (shunt) calculada en el trabajo preparatorio, colocar la fuente en 10 V, Rv en ±3/4 del máximo valor, poner el valor de la resistencia (calculada para 0.05 A de fondo de escala) en el resistor Rs. Ir variando Rv (o el valor de la fuente) hasta que en el multímetro (A1) se tenga el valor de corriente diseñado 50 mA; en el micro-amperímetro (A2) original deberá marcar su valor de fondo escala, notar el resultado.

En caso de ser necesario ajustar simultáneamente Rv y Rs hasta que el multímetro marque e valor de corriente de diseño (50 mA) y el micro-amperímetro original su valor de fondo de escala (el valor de Rs es el valor practico de Rsh) y los terminales a-b son los terminales del miliamperímetro de 50 mA fondo de escala.

USO DE LA NUEVA ESCALA DEL AMPERÍMETRO

Armar el circuito de la fig. 2 con los elementos de protección y maniobra necesarios.

Tomar datos de: corriente eléctrica total y corriente en cada elemento con el multímetro analógico, con el multímetro digital y con el mili-amperímetro (los terminales a-b) construido (aplicar la constante de escala calculada para determinar su valor).

DATOS EXPERIMENTALES:

FIG.1

FIG.2

INSTRUMENTO MEDIDA

Elementos a medir 50Ω 100Ω 200Ω

S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3

OFF ON ON ON OFF ON ON ON OFF

Multímetro digital 30.6

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