INSTRUMENTACION Y MEDICIONES

INSTRUMENTACION Y MEDICIONES

OBJETIVOS

1. Conocer funcionamiento del GalvanOmetro de D’Arsonval.

2. Familiarizarse con el manejo, precaución y utilización del Amperímetro, el Voltímetro y el Óhmetro.

3. Implementar un amperímetro, voltímetro y ohmímetro empleando galvanómetro de D’Arsonval.

4. Realizar todos los cálculos teóricos de los diseños del voltímetro, Amperímetro y Óhmetro.

5. Aprender a utilizar las herramientas adicionales como son los programas para el diseño y simulación de circuitos electrónicos cuando no se tiene un laboratorio.

PRACTICA UNO MATERIAL REQUERIDO

1. Galvanómetro de d’arsonval

2. Fuente de poder

3. Protoboard

4. Resistencias varias

5. Multímetro digital

6. Proteus Isis

7. Cable

PROCEDIEMIENTO

1. Diseñar e implementar un amperímetro de dc con derivación de Ayrton, para escalas de corriente de 10 mA. 100 mA, 1A. Empleando el galvanOmetro de D’Arsonval.

2. Diseñe un voltímetro de cd multi rango empleando un galvanOmetro de D’Arsonval son escalas de medición de voltaje: 0 -10Vdc; 0 – 20Vdc; 0- 50Vdc.

3. Diseñe un ohmímetro empleando galvanOmetro de D’Arsonval, realice la medición de resistencias de 1KΩ, 3.3KΩ, 6.8KΩ, 10KΩ resultados de la medición con el valor obtenido al medirse con multímetro digital y con el código de colores.

SOLUCION PRÁCTICA UNO

MARCO TEÓRICO

GALVANÓMETRO DE D’ARSONVA

Galvanómetro es el principal componente utilizado en la construcción de amperímetros y voltímetros dada la característica esencial de un tipo común, conocido como galvanómetro de D’Arsonval el cual está compuesto por una bobina de alambre montada de modo que pueda girar libremente sobre un pivote en un campo magnético proporcionado por un imán permanente. La operación básica del galvanómetro aprovecha el hecho de que un momento de torsión actúa sobre una espira de corriente en presencia de un campo magnético.

El momento de torsión experimentado por la bobina es proporcional a la corriente que circula por ella. Esto significa que cuanto más grande es la corriente, tanto mayor es el momento de torsión, así como el giro de la bobina antes de que el resorte se tense lo suficiente para detener la rotación. Por tanto, la cantidad de inclinación o rotación de la bobina es proporcional a la corriente. Después de que el instrumento se calibra de manera apropiada, puede usarse junto con otros elementos de circuito para medir ya sea corrientes o diferencias de potencial (voltaje). Algunos instrumentos de laboratorio que

emplean los movimientos de D' Arsonval pueden medir corrientes tan pequeñas como 1.0 X 10-13 A

FUNCIONAMIENTO

La operación de este dispositivo se basa en la interacción de una corriente eléctrica DC y un campo magnético fijo. Los elementos básicos son:

• Una bobina móvil, a través de la cual circula la corriente DC.

• Un imán, que produce el campo magnético fijo.

• Un resorte, cuya función es servir de mecanismo equilibrado de la rotación de la bobina.

• Una aguja indicadora sujeta a la bobina móvil y una escala graduada mediante las cuales podemos realizar la lectura.

La bobina móvil se encuentra en el campo magnético fijo producido por el imán permanente.

En términos generales podemos explicar el funcionamiento del galvanómetro de la siguiente forma:

Al circular la corriente I a través de la bobina, se produce un campo magnético que interacciona con el producido por el imán permanente, originando una fuerza F, la cual da lugar a un torque que hace girar la bobina en un sentido determinado. El movimiento de la bobina está compensado por el resorte. La constante de dicho resorte determina el ángulo girado de la bobina para una corriente dada. Una vez definidas la magnitud del campo magnético B, la constante del resorte y la disposición más adecuada de los elementos, el ángulo que gira la bobina móvil (y por lo tanto la aguja indicadora) es proporcional a la corriente I que circula por el galvanómetro.

Por consiguiente la desviación de la aguja es directamente proporcional a la corriente que fluye en la bobina, siempre que el campo magnético sea uniforme y la tensión del resorte es lineal. En ese caso, la escala del medidor también es lineal. La exactitud de los movimientos de D' Arsonval que se emplean en los medidores comunes de laboratorio es de aproximadamente el 1% de la lectura de la escala completa.

MULTIMETRO

Un multímetro, también denominado polímetro, tester o multitester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).

Es un aparato muy versátil, que se basa en la utilización de un instrumento de medida, un galvanómetro muy sensible que se emplea para todas las determinaciones. Para poder medir cada una de las magnitudes eléctricas, el galvanómetro se debe completar con un determinado circuito eléctrico que dependerá también de dos características del galvanómetro: la resistencia interna (Ri) y la inversa de la sensibilidad. Esta última es la intensidad que, aplicada directamente a los bornes del galvanómetro, hace que la aguja llegue al fondo de escala.

Además del galvanómetro, el polímetro consta de los siguientes elementos: La escala múltiple por la que se desplaza una sola aguja permite leer los valores de las diferentes magnitudes en los distintos márgenes de medida. Un conmutador permite cambiar la función del polímetro para que actúe como medidor en todas sus versiones y márgenes de medida. La misión del conmutador es seleccionar en cada caso el circuito interno que hay que asociar al instrumento de medida para realizar cada medición. Dos o más bornes

eléctricas permiten conectar el polímetro a los circuitos o componentes exteriores cuyos valores se pretenden medir. Los bornes de acceso suelen tener colores para facilitar la corrección de las conexiones exteriores. Cuando se mide en corriente continua, suele ser de color rojo la de mayor potencial (o potencial +) y de color negro la de menor potencial ( o potencial - ). La parte izquierda de la figura (Esquema 1) es la utilizada para medir en continua y se puede observar dicha polaridad. La parte derecha de la figura es la utilizada para medir en

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