UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

AMPLIACION DEL RANGO DE UN AMPERIMETRO Y UN VOLTIMETROI. OBJETIVOS: Aprender a ampliar la escala del voltmetro a travs de resistencias en serie Aprender a ampliar la escala de un ampermetro a travs de resistencias en paraleloII. FUNDAMENTO TERICO.

AMPLIACION DEL RANGO DE UN AMPERIMETROPara este tipo de instrumentos el acopamiento de la resistencia para ampliar su alcance es en paralelo y la resistencia a conectarse toma el nombre de Resistencia Shunt.Para iniciar el clculo de la ampliacin del rango de un ampermetro tomaremos en cuenta la tensin que pasa por la Resistencia Shunt (Rs), para la plena desviacin de la aguja, la misma que ser:

Cs = Rsx(I1-I)

Donde:

Rs=Resistencia Shunt, en ohmios

I1=Intensidad que se debe medir

I= Intensidad mxima que soporta el aparato

Considerando la tensin que pasan en las resistencias del aparato y shunt tenemos la siguiente igualdad:

Rs(I1-I)=IxRa

Despejando Rs de esta ecuacin tenemos:

Rs=Donde:

Rs= Resistencia Shunt, en ohmios

Ra= Resistencia interna del aparato, en ohmios

I= Intensidad mxima del aparato, en amperios

I1=Intensidad que se desea obtener en el aparato, en amperios

Esta frmula es la que se emplea para halla la Resistencia Shunt para ampliar el rango de un ampermetro

Para efectuar las lecturas correctas del instrumento es necesaria considerar un coeficiente (K) para estas medidas, la misma que se obtiene de dividir la intensidad que se desea obtener (I1) entre la intensidad del aparato (I)

K=Donde:

K= es el coeficiente por el que tiene que multiplicarse la lectura que indica el aparato para obtener la magnitud de medida utilizando la Rs.AMPLIACION DEL RANGO DE UN VOLTIMETRO

Entre los aparatos de medida elctrica que ms se usan en los talleres de reparaciones elctricas tenemos: el miliampermetro, el ampermetro y el voltmetro. Todos estos aparatos tienen en su interior una bobina interna, la que tiene una determinada resistencia hmica. Esta resistencia interna se debe conocer cuando se quiere aumentar el rango de medida de un instrumento

Si se quiere aumentar la amplitud de un Voltmetro, debemos de realizar los siguientes clculos:

Datos que se deben tener en cuenta

Para iniciar el clculo para la ampliacin del rango de un instrumento se debe de tener presente los siguientes datos:Ra= Resistencia interna del aparato

Rm = Resistencia multiplicadora que se conecta en serie con la Ra

e = Voltaje mximo del aparato

E= Voltaje que se desea obtener del aparato

Como en ambos casos la desviacin de la aguja es la misma, la intensidad de corriente que pasa por la resistencia interna ser idntica, veamos la cada de tensin en cada una de las resistencias internas del aparato

La cada de tensin en Ra ser igual a = (e)

La cada de tensin en Rm ser igual a = (E-e)

Ahora bien, si sabemos que la intensidad es la misma en la resistencia interna del aparato, hagamos una comparacin de ambas formulas: considerando la intensidad de la resistencia a medirse y tenemos:It=: : De esta igualdad despejamos la Rm (resistencia multiplicadora), que debe conectarse en serie con la resistencia interna del aparato. Basndonos en el principio de que El producto de los medios es igual al producto de los extremos, tomamos los extremos conocidos; Ra que multiplica a la diferencia (E-e), todo ello sobre (e), que es el nico medio conocido, se obtiene el siguiente resultado

Rm = Donde

Rm= es resistencia multiplicadora

Ra= es resistencia del aparato

e = es la lectura mxima en voltios para la cual se ha construido el aparato

E =es la lectura en voltios que deseamos alcanzar del aparato

III. ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES:Para este este ensayo se utilizaran los siguientes instrumentos:

Un autotransformador

Un voltmetro con escala de 150v

Un ampermetro con escala de 250 mA

Un protoboard grande

IV. PROCEDIMIENTO:Intentaremos aumentar el rango de medicin de un voltmetro que tiene las siguientes caractersticasa) Voltmetro

Escala inicial: 150 v

Escala final: 500 v

Resistencia interna: 3750

Calculando la resistencia multiplicadora

Como no se consigui la resistencia con el valor necesario se tomo tres resistencias de cermica de valores: y se las combina dos en paralelo y una en serie con las otras dos

La resistencia que conseguimos finalmente es: 8810

Entonces nos aumentara la escala hasta:

Entonces hallamos el coeficiente de conversin dividimos el voltaje que deseamos alcanzar entre el voltaje que actualmente mide el instrumento

9Ahora pasamos a probar el circuito amplificador de escala

Armamos el siguiente circuito: con un autotransformador para generar el voltaje a medir:El circuito amplificador de escala tiene que estar en serie con el voltmetro.

Al final obtuvimos el siguiente cuadro de datos MEDIDA DEL VOLTIMETRO VMEDIDA MULTIPLICADA POR K (V)MEDIDA REAL

(V)ERROR ABSOLUTO (V)ERROR RELATIVO %

172241.12347.13.034

2109.5366.735313.73.881

3139465.544421.54.842

Ahora trataremos de ampliar el rango de un ampermetro con las siguientes caractersticas:b) Ampermetro

Escala inicial: 250 mA

Escala final: 600 mA

Resistencia interna: 12

Calculando la resistencia shunt necesaria

Como no se consigui la resistencia con el valor necesario se tomo tres resistencias de cermica de valores: 5 ,3.3 , 0.22 , y se conectan en serie.

La resistencia que obtuvimos finalmente es: 8.3

Esto nos aumentara la escala hasta:

Entonces hallamos el coeficiente de conversin dividimos la intensidad que deseamos alcanzar entre la intensidad que actualmente mide el instrumento

Ahora pasamos a probar el circuito amplificador de escala

Armamos el siguiente circuito:

se conecta un autotransformador para entregar la corriente a medir.El circuito amplificador de escala debe quedar en paralelo con el ampermetro

Al final obtuvimos los siguientes resultadosMEDIDA DEL AMPERIMETRO mAMEDIDA MULTIPLICADA POR K mAMEDIDA REAL

mAERROR ABSOLUTO mAERROR RELATIVO %

1143349.7783481.80.517

2201491.64910.60.122

3238582.15802.10.362

V. OBSERVACIONES:

La escala que se quiere ampliar no podr ser la que realmente se quiere ya que el valor de las resistencias vienen ya de fbrica por lo que se tendr que trabajar en base a esas y nos dar un valor cercanoVI. CONCLUSIONES :

Para ampliar la escala del voltmetro se conecta resistencias en serie con este instrumento de medicin, la resistencia va a hacer que la mayor cada de tensin ocurra en esa resistencia y una cantidad mucho menor lo haga en el voltmetro. Para ampliar la escala del ampermetro se conecta una resistencia en paralelo con el ampermetro, con esto lo que conseguiremos ser que casi toda la corriente se desve por esta resistencia y slo una pequea parte por el ampermetro Dado que la medida de las resistencias vienen ya establecidas, el clculo se har a partir de las que estn en el mercado y por lo tanto la resistencia que se obtendr ser cercana a la que se quiere obtenerVII. SUGERENCIAS:

Cuando se est probando el circuito aplicndole corriente tener cuidado de no tocarlo ya que podran ser nocivas para las personas Cuando se est midiendo con el instrumento de medicin tratar de estar bien posicionado para as no caer en error de paralelajeVIII. BIBLIOGRAFIA:

http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//3000/3086/html/221_ampliacin_de_escala_mediante_resistencia.html

http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//3000/3086/html/211_ampliacin_de_escala_mediante_resistencia_en_paralelo.html

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