INSTRUMENTO DC01-Que es un instrumento DC? En un diagrama de bloques explique sus caractersticas.Es una herramienta que se usa para detectar y medir la corriente elctrica. Se trata de un transductor analgico electromecnico que produce una deformacin de rotacin en una aguja o puntero en respuesta a la corriente elctrica que fluye a travs de su bobina. Es capaz de detectar la presencia de pequeas corrientes en un circuito cerrado, y puede ser adaptado, mediante su calibracin, para medir su magnitud. Su principio de operacin (bobina mvil e imn fijo) se conoce como mecanismo de D'Arsonval, en honor al cientfico que lo desarroll. Este consiste en una bobina normalmente rectangular, por la cual circula la corriente que se quiere medir, esta bobina est suspendida dentro del campo magntico asociado a un imn permanente, segn su eje vertical, de forma tal que el ngulo de giro de dicha bobina es proporcional a la corriente que la atraviesa. Los mtodos de suspensin empleados varan, lo cual determina la sensibilidad del instrumento, as cuando la suspensin se logra mediante una cinta metlica tensa, puede obtenerse deflexin a plena escala con solo 2 A, pero el instrumento resulta extremadamente frgil, mientras que el sistema de "joyas y pivotes", semejante al empleado en relojera, permite obtener un instrumento ms robusto pero menos sensible que el anterior, en los cuales, tpicamente se obtiene deflexin a plena escala, con 50 A.

02-Explique en qu consiste el movimiento DArsonval, ventajas y desventajas.El movimiento del PMMC bsico se conoce como el movimiento DArsonval. Este diseo ofrece el imn ms grande en un espacio dado y se utiliza cuando se requiere flujo mximo en el entrehierro. Es un instrumento con muy bajo consumo de potencia y requiere de baja corriente para la deflexin a plena escala.

En la figura se puede observar que el imn permanente es de forma de herradura, con piezas polares de hierro dulce unidas a l. Entre las piezas polares se encuentra in cilindro de hierro dulce, que sirve para proveer un campo magntico uniforme en el entrehierro, entre las piezas polares y el cilindro. La bobina esta devanada en in marco de metal lidero y montada de tal forma que pueda girar libremente en el entrehierro. La aguja se encuentra unida a la bobina y se mueve en una escala graduada, que indica la deflexin angular de la bobina y, por tanto, la corriente que circula por esta.Dos resortes conductores, proporcionan la fuerza calibrada opuesta al par de la bobina mvil. En esencia el comportamiento constante de los resortes para mantener la exactitud del instrumento. El espesor de os resortes es controlado con exactitud durante la fabricacin para rechazar conjuntos permanentes de resortes de control. La corriente es conducida hacia y desde la bobina por los resortes de control.El sistema mvil completo se encuentra en equilibro esttico para todas las posiciones de deflexin por medio de tres contrapesos de balance. Los resortes, pivotes ya guja estn ensamblados en la estructura de la bobina por medio delas bases de los pivotes, y el elemento de la bobina mvil se encuentra sostenido por asientos tipo joya.VentajasLa potencia requerida por el movimiento de DArsonval es sorprendentemente pequea: los rangos tpicos de valores varan entre 25W a 20 W. la exactitud del instrumento es del 2 al 5% de la lectura a plena escala.DesventajasSi se aplica corriente alterna de baja frecuencia a la bobina mvil, la deflexin de la aguja sube en la escala durante medio ciclo de la onda de entrada y baja (en direccin opuesta) en el otro medio ciclo. A la frecuencia de la lnea de entrada (60 Hz) y mayores, la aguja no podra seguir las variaciones rpidas en su direccin y vibrara ligeramente alrededor de la marca cero, buscando el valor promedio de la corriente alterna (que es igual a cero). De esta forma los PMMC son ineficientes para medir ca, a menos que la corriente se rectifique antes de aplicarla a la bobina.

03-Explique sobre el comportamiento dinmico del galvanmetro (crticamente amortiguado, subamortiguado, sobre amortiguado).El comportamiento dinmico de un galvanmetro se puede observar mediante interrupciones repentinas de la corriente aplicada, de manera que la bobina regresara de su posicin deflectada a su posicin cero. Esto se reconoce como resultado de la inercia del sistema mvil, la aguja pasara por la marca cero en direccin opuesta, y despus oscilar alrededor de cero. Estas oscilaciones se reducen de manera gradual debido al amortiguamiento del elemento mvil y finalmente la aguja llegara a su estado de reposo en cero.Tres cantidades caracterizan el movimiento de la bobina mvil en el campo magntico: el momento de inercia (J) de la bobina mvil sobre el eje de rotacin el par opuesto (S) desarrollado por la suspensin de la bobina la constante de amortiguamiento (D)Los tres tipos de comportamiento se muestran en las curvas de la figura y se conocen como sobre amortiguado, subamortiguado, y amortiguamiento crtico. La curva I de dicha figura ilustra el caso sobre amortiguado, el cual la bobina regresa lentamente a su posicin estable. Este caso es el de menor inters ya que se prefiere trabajar en condiciones de las curvas II o III para la mayora de las aplicaciones. La curva II de la figura muestra el caso subamortiguado en el movimiento de la bobina est sujeto a las oscilaciones se determina con la constante de amortiguamiento (D),el momento de inercia (J) y el contrapar (S) producido por la suspensin de la bobina. La curva III de la figura ilustra el caso crticamente amortiguado en el cual la aguja regresa con rapidez a su posicin estable, sin oscilaciones.

Idealmente, la respuesta del galvanmetro debera hacer que la aguja llagara a su posicin final sin sobretiro; de esta forma el movimiento seria crticamente amortiguado. En la prctica, el galvanmetro es un tanto subamortiguado, lo que causa un sobretiro de la aguja poco despus de llegar al reposo.

04-Que es sensibilidad, clases (de I, de V y de )Sensibilidad del voltmetroTodas las escalas de voltaje alcanzan la corriente de deflexin a plena escala I cuando se aplica el correspondiente voltaje de rango. Por ejemplo se obtiene una corriente de 1mA para los voltajes de 10V, 50V, 250V y 500V a travs de las terminales del medidor. Para cada una de las escalas de voltaje, el cociente de la resistencia total R y el voltaje de escala es siempre 1000 /V. esta figura a menudo se le conoce como sensibilidad o rgimen ohm por volt, del voltmetro. Ntese que la sensibilidad S es esencialmente el reciproco de la corriente de deflexin a plena escala del movimiento bsico o:

La sensibilidad S de in voltmetro es una ventaja en el mtodo de sensibilidad para el clculo de la resistencia multiplicadora en un voltmetro de cd.

05-Explique el procedimiento del diseo de una resistencia Shunt para:a) ampermetro-ejem.b) voltimetro-ejem.Ampermetro de cdEl movimiento bsico de un ampermetro cd es un galvanmetro PMMC, puesto que el devanado de la bobina del movimiento bsico e pequeo y ligero, solo puede conducir corrientes muy pequeas. Cuando se miden corrientes elevadas es necesario desviar la mayor parte de la corriente por una resistencia, llamada de desviacin (Shunt)La resistencia de derivacin se calcula aplicando un anlisis convencional de circuitos a la figura, donde:=resistencia interna del movimiento (la bobina)=resistencia de derivacin= corriente de deflexin a plena escala del movimiento= corriente de derivacin= corriente a plena escala del ampermetro incluyendo la de derivacin

Ya que la resistencia de derivacin est en paralelo con el movimiento del medidor, el voltaje a travs de la resistencia y el movimiento deben ser iguales, por tanto se puede escribir

Como se puede escribir

Para cada valor de corriente necesaria a escala completa del medidor, se puede calcular el valor de la resistencia de derivacin (Shunt) requerida.EjemploUn galvanmetro de 1mA con una resistencia interna de 100 se requiere utilizar como un ampermetro de 0-100 mA. Calclese el valor de la resistencia de derivacin necesaria.Solucin

06-Explique en qu consiste el efecto de carga y la forma de evitarlo para: a) voltmetro b) ampermetroEfecto de carga del voltmetroLa sensibilidad de un voltmetro de cd es un factor importante cuando se selecciona un medidor para determinar mediciones de voltaje. Un medidor de baja sensibilidad puede dar lecturas correctas cuando se miden voltajes en circuitos de baja resistencias; pero este produce lecturas errneas en circuitos de alta resistencia. Cuando se conecta un voltmetro, a travs de dos puntos en un circuito latamente resistivo, acta como un derivador para esa parte del circuito y por tanto reduce la resistencia equivalente en esa parte del circuito. El medidor indicara un voltaje menor del que realmente existe antes de conectas el medidor. A este efecto se le llama efecto de carga del instrumento; y lo causan principalmente instrumentos de baja sensibilidad.

Un medidor con mayor sensibilidad (rgimen ohms-por-volt) da un resultado ms confiable. Es importante tomar el factor de sensibilidad, en particular cuando se realizan mediciones de voltaje en circuitos de alta resistencia.La confiabilidad y exactitud del resultado de una prueba representa un punto interesante. Cuando un voltmetro de cd poco sensible y sin embargo de alta exactitud, se coloca a travs de las terminales de una resistencia alta, el medidor refleja con exactitud las condiciones de voltaje producidas por el efecto de carga.07- Describa los siguientes mtodos de medida: a) media deflexin, b) cero, c) diferencial.

08-Explicar y analizar el funcionamiento del puente whearstone (puente resistivo)Puente wheatstone El puente tiene cuatro ramas resistivas, junto con una fuente de fem (una batera) y un detector de cero, generalmente un galvanmetro u otro medidor sensible a la corriente. La corriente a travs del galvanmetro depende de la diferencia de potencial entre los puntos c y d. se dice que el puente esta balanceado (o en equilibrio) cuando la diferencia de potencial a travs del galvanmetro es 0V, de forma que no hay paso de corriente a travs de l. Esta condicin se cumple cuando el voltaje del punto c al punto a es igual que el voltaje del punto d al punto a; o bien, tomando como referencia la otra terminal de la batera, cuando el voltaje del punto c al punto b es igual al voltaje del punto d al pinto b. por tanto, el puente est equilibrado cuando

Si la corriente del galvanmetro es cero, la siguiente condicin tambin se cumple

Y

Al combinar las ecuaciones y simplificar se obtiene

De la cual

La ecuacin es la expresin conocida para el equilibrio del puente. Si tres de las resistencias tienen valores conocidos, la cuarta puede establecerse a partir de la ecuacin. De aqu, si es la resistencia desconocida, y si valor puede expresarse en trminos de las resistencias restantes como sigue:

La resistencia se denomina rama patrn del puente, y la resistencias y , se els nombra ramas de relacin.

Bibliografa-Instrumentacin electrnica moderna y tcnicas de medicin- William D. Cooper, Albert D. Helfrick.