Amperimetro

TITULO DE LA PRÁCTICA: CONSTRUCCIÓN Y USO DE UN VOLTÍMETRO MULTIRANGO.

OBJETIVO: Con la resistencia interna y la corriente fondo de escala de la práctica anterior construir un voltímetro multi-escala primero con la construcción de uno de 12V de fondo de escala. Con la constante obtenida en este aparato hallar los diferentes voltajes en el circuito.

RESUMEN TEÓRICO

VOLTIMETRO: Es un aparato que mide el voltaje entre dos puntos es decir la diferencia de potencial entre esos puntos.

Este se representa por el símbolo:

Clasificación:

De acuerdo a su funcionamiento se pueden clasificar:

-Voltímetros electromecánicos

Están constituidos por un galvanómetro de escala graduada en voltios; pueden utilizarse con corriente continua y con corriente alterna.

Voltímetros vectoriales

Se utilizan con señales de microondas. Además del módulo de la tensión dan una indicación de su fase. Debido a sus variados modelos pueden ser utilizados por cualquier persona.

Voltímetros digitales

Estos son muy útiles ya que dan una indicación numérica de la medida que registra s muy conveniente ya que evita los errores cometidos por las personas al momento de la toma de datos debido a que este utiliza un conversor analógico-digital, normalmente en una pantalla tipo LCD. Suelen tener prestaciones adicionales como memoria, detección de valor de pico, verdadero valor eficaz (RMS), auto rango y otras funcionalidades.

Modo de conexión

Este debe ser colocado en paralelo a los puntos donde se desea medir esa diferencia de potencial con la terminal positiva del voltímetro conectada al extremo de potencial más alto del resistor, y la terminal negativa al extremo del potencial más bajo.

La resistencia interna de este instrumento debe ser sumamente grande para evitar que la lectura se vea afectada por la presencia del voltímetro en el circuito. Ya que al insertar en paralelo un medidor de voltaje a un circuito se produce el llamado “Efecto Carga”

Un galvanómetro se puede transformar en voltímetro si se lo conecta previamente a una resistencia previamente calculada y ajustada denominada Resistencia serie(Rs).

La resistencia interna del voltímetro viene dada por la expresión:

rv=Rs+ri

Resistencia multiplicadora.

La adición de una resistencia en serie o multiplicador convierte al movimiento básico D'Arsonval en un voltímetro de cd, como se muestra en la siguiente figura.

Esta resistencia limita la corriente a través del movimiento de manera que no exceda la corriente de fondo de escala y se produzcan daños en el instrumento.

Es necesario conocer:

La corriente del instrumento a fondo de escala (Ig).

Voltaje máximo a fondo de escala (Vt).

Resistencia interna del instrumento (ri)

Para poder diseñar un voltímetro a cualquier escala.

Aplicando Ley de Voltajes de Kirchhoff al circuito tetemos:

Vab=Vri+VRS

Luego aplicando Ley de Ohm:

Vab=V=I(ri+RRS)

R_s=V/Im-ri

Por lo que nos pudimos dar cuenta que la resistencia interna del voltímetro depende de la resistencia interna del instrumento y de la resistencia serie

Voltímetro Multi-rango

Un voltímetro multi-rango se forma al sumar varias resistencias multiplicadoras junto con un interruptor de rango. Como se muestra en la figura:

También se debe tomar muy en cuanta la polaridad ya sea esta positiva o negativa debido a que la aguja daría datos erróneos y absurdos , pudiendo dañar así también el instrumento.

Para medir con este aparato, hay que utilizar la escala de mayor voltaje y posteriormente disminuirla hasta tener una lectura lo más cercana a la parte superior de la escala.

Efecto de carga.- es una consecuencia de la existencia de una resistencia propia del instrumento distinta de infinito, este es un error agregado al error propio del instrumento, este se puede minimizar seleccionando la escala de voltaje más alta como sea posible. La exactitud disminuye si la indicación está en el extremo inferior de la escala.

Error de carga

Se puede producir un error al momento de tomar las medidas debido a la resistencia interna del voltímetro. Para esto aplicaremos ley de OHM en el circuito de la figura:

V_m=V_s-R_s/(R_m+R_s )

Esta ecuación nos indica que el valor medido tendrá un error determinado por el voltaje que cae a través de la resistencia de la fuente. La manera de reducir este error es que la resistencia interna Rm sea muy grande, de modo que el segundo término de la ecuación sea pequeño.

Sensibilidad del Voltímetro

La sensibilidad se define como la desviación angular de la aguja por unidad de corriente, de la siguiente manera:

S=1/Ife=R/Vfe [Ω/V]

EQUIPO A UTLIZARSE

Fuentes:

1 Fuente C.C:

Esta nos proporciona corriente constante de acuerdo a nuestra necesidad que previamente ajustamos.

Elementos:

Resistor Decádico

1 Reóstato 600Ω: Es un aparato que disipa energía dentro de un circuito eléctrico en forma de calor

1 Tablero de resistores:

Equipo de Medida:

Multímetro Digital

1 Mili-amperímetro analógico

1 Multímetro Analógico

Elementos de maniobra y protección:

1 Interruptor doble con protección

Interruptores

Cables con diferentes terminales

PROCEDIMIENTO PRÁCTICO

Armar el circuito de la figura para poder armar nuestro voltímetro y así comprobar si la resistencia calculada teóricamente fue correctamente calculada, para esto se coloca en serie Rm con el miliamperímetro y se incrementa de 0 a 12V, se anotan estos resultados.

Se debe ir ajustando el resistor de modo que no se altera la escala inicial.

Se Arma el circuito de la figura, incrementando el voltaje hasta obtener 10 V y con este se toma los datos de voltaje para cada resistencia con los diferentes instrumentos de medida.

CUESTIONARIO:

Para los datos obtenidos en el circuito de la figura en el circuito de la figura 2 presentar un cuadro de valores en el que conste: valores medidos, valores calculados, constante de escala, y errores de lectura expresados

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