LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MÁQUINAS ELÉCTRICAS

CURSO

LABORATORIO DE MEDIDAS

CATEDRÁTICO

ING. Héctor OLIDEN NÚÑEZ

PRACTICA DE LABORATORIO N° 04

Ampliación de escala de un voltímetro y amperímetro

DATOS PERSONALESJohn Cristian NECIOSUP NECIOSUP

Jamerly RUBIO SANCHEZDaniel MARTINEZ BONILLACesar GUEVARA SEMPERTEGUI

102064-I102202–B101996-E101876-J

NOTA

LAMBAYEQUE JUNIO DEL 2014UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA & ELÉCTRICA

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LABORATORIO N° 04

AMPLIACION DE ESCALA DE UN VOLTIMETRO Y UN AMPERIMETRO

I.OBJETIVOS Aplicar las características del circuito serie en la ampliación de escala en el

voltímetro Aplicar las características del circuito en paralelo en la ampliación de la escala en el

amperímetro

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

Los instrumentos que utilizamos en los laboratorios para medir las diferentes tensiones, resistencias, y otras variaciones de electricidad que tengan los circuitos y equipos de nuestro uso diario o de experimentación. Dichos instrumentos nos ayudan a mantener los circuitos y equipos en un óptimo funcionamiento basándonos en ecuaciones y comparaciones en lo que respecta al flujo de electricidad. Los parámetros que distinguen el uso de los instrumentos de medición son:

La intensidad la miden los Amperímetros. La tensión la miden los Voltímetros.

Además el Ohmímetro mejora el circuito (Amperímetro - Voltímetro) y el Multímetro reúne todas las funciones de los tres antes mencionados. Las mediciones eléctricas se realizan con aparatos especialmente diseñados según la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, tensión e intensidad.

De esta forma, podemos enunciar los instrumentos de medición como el Amperímetro o unidad de intensidad de corriente. El Voltímetro como la unidad de tensión, el Ohmímetro como la unidad de resistencia y los Multímetros como unidades de medición múltiples. Todos los instrumentos de medición mencionados anteriormente tienen interiormente uno de los dispositivos más útiles para detectar el paso de una corriente por un circuito: El galvanómetro de D' Arsonval. Pero, debido a la poca capacidad de corriente de este instrumento, sólo lo podemos utilizaren su forma original en casos muy específicos, donde las corrientes que tengamos que medir sean muy pequeñas. En vista de lo anterior podemos plantearnos la siguiente pregunta:

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¿En qué forma se pueden ampliar las posibilidades de medición de este dispositivo, para incluirlo en distintos tipos de circuitos y sistemas de medición?La respuesta a esta interrogación la encontramos en dos configuraciones circuírteles sumamente sencillas: El divisor de corriente y el de voltaje. A continuación se muestra en qué forma podemos utilizarlas para poder fabricar con el galvanómetro que tenemos a nuestra disposición amperímetros, voltímetros, y óhmetros cuyos rangos de medición se ajusten a nuestras necesidades.

Galvanómetro en divisor Galvanómetro en Divisor De Corriente: Amperímetro. De Voltaje: Voltímetro.

AMPERÍMETROEs el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y el micro−amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagnético.

El Amperímetro de C.C. puede medir C.A. rectificando previamente la corriente, esta función se puede destacar en un Multímetro. Si hablamos en términos básicos, el Amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia paralela llamada Shunt. Los amperímetros tienen resistencias por debajo de 1Ohmio, debido a que no se disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito energizado.

La resistencia Shunt amplía la escala de medición. Esta es conectada en paralelo al amperímetro y ahorra el

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Esfuerzo de tener otros amperímetros de menor rango de medición a los que se van a medir realmente.

Si queremos un amperímetro de varias escalas, para cada una de ellas tendremos que calcular la resistencia Shunt que debemos colocar en paralelo con el galvanómetro. La configuración más simple de este instrumento es la mostrada en la Figura.

En el esquema anterior podemos observar que si queremos cambiar de escala cuando el amperímetro está conectado a un circuito, debemos desconectarlo, efectuar el cambio y luego conectarlo nuevamente, ya que si realizamos dicho cambio sin eliminar la conexión, mientras el selector esté entre dos posiciones toda la corriente circulará por el galvanómetro, y como dicha corriente es mayor que Im, probablemente dañará el instrumento. Para evitar esto podemos emplear la configuración siguiente:

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De esta forma mientras el selector se encuentra entre dos posiciones, el galvanómetro tiene siempre una resistencia conectada en paralelo.

VOLTÍMETROEs el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de medición es el Voltio (V) con sus múltiplos: la Mega voltio (MV) y el Kilovoltio (KV) y sub.−múltiplos como la mili voltio (mV) y el micro voltio. Existen Voltímetros que miden tensiones continuas llamados voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos. Sus características son también parecidas a las del galvanómetro, pero con una resistencia en serie. Dicha resistencia debe tener un valor elevado para limitar la corriente hacia el voltímetro cuando circule la intensidad a través de ella y además porque el valor de la misma es equivalente a la conexión paralela aproximadamente igual a la resistencia interna; y por esto la diferencia del potencial que se mide (I2 x R) no varía.

Ampliación de la escala del VoltímetroEl procedimiento de variar la escala de medición de dicho instrumento es colocándole o cambiándole el valor de la resistencia Rm por otro de mayor Ohmeaje, en este caso.

Si queremos un voltímetro de varias escalas, debemos calcular la resistencia que debemos conectar en serie con el galvanómetro. Una vez realizado este cálculo,

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podemos implementar el voltímetro de varias escalas utilizando una de las configuraciones presentadas en las siguientes Figuras.

Primera configuración para el voltímetro de varias escalas

Segunda configuración para el voltímetro de varias escalas

MULTÍMETRO

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Hemos visto que el diseño de los amperímetros, voltímetros y óhmetros (que no se habla en este informe) se basa en la utilización de un galvanómetro de D’Arsonval. Debido a esto surge la idea de diseñar un instrumento capaz de incluir a los otros tres. Este instrumento es el que conocemos con el nombre de multímetro.

Diagrama de un multímetro elemental

III. EQUIPO, INSTRUMENTOS Y MATERIALES

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Autotransformador

Voltímetro de Hierro Móvil, escala máxima 150 V, SIEMENS

Multímetro digital SANWA CD 800

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Amperímetro de Hierro Móvil, escala máxima 250mA, SIEMENS

Resistencias de Cerámicas

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Placa universal, cables, puentes y tomacorriente

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IV. PROCEDIMIENTO1. Precauciones antes de iniciar el ensayo

La idea central de este experimento es utilizar instrumentos de medición de corriente y tensión para medir valores que van más allá de los permitidos por sus escalas. Para ello deben utilizarse los principios de la división de tensión y división de corriente para desviar la magnitud excedente sin que el instrumento sufra daño alguno.

Ampliación de escala de un voltímetro

Escala inicial = 150v Resistencia interna =3.75kΩ Escala final =258v Factor: K=258/150=1.72

Ampliación de escala de un Amperímetro

Escala inicial = 50mA Resistencia interna =62.6Ω Escala final =143.9mA Factor: K=143.9/50 =2.878

V. CALCULOS Y RESULTADOS

Ampliación de escala de un voltímetro (150V -258V)

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Valor marcado en el voltímetro

(Vv)

Valor real marcado

(Vm)

Valor media real(Vr)

EA ER(%)

1 48.8v 83.936 86v 2.064 2.42 82v 141.04v 144.48v 3.44 2.383 120v 206.4v 211.56v 5.16 2.434 141v 242.52 245.4v 2.88 1.175 145v 249.4 258v 8.6 3.33

V m=V v xK

EA=¿V R−V M∨¿

ER=( EAV R )x 100%

Ampliación de escala de un Amperímetro (50 mA –143.9 mA)

Valor marcado por el

amperímetro (VA)

Valor real marcado

(Vm)

Valor media real(Vr)

EA ER(%)

1 21mA 60.438mA 54mA 6.438 11.92 34mA 97.852mA 89mA 8.852 9.943 41.5mA 119.437mA 111mA 8.437 7.64 47mA 135.266mA 128mA 7.266 5.6

V m=V A xK

EA=¿V R−V M∨¿

ER=( EAV R )x 100

VI. CONCLUSIONES

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Concluimos que el trabajo de la ampliación de escala se realizó conexión, ya que los valores de los datos obtenidos (instrumentos de hierro móvil), concuerdan aproximadamente con los que nos entregaban los instrumentos digitales.

VII. BIBLIOGRFIA MEDICIONES Y PRUEBAS ELECTRICAS Y ELECTRONICAS, Bill Bolton; Ed.

ALFAOMEGA-MARCOMBO. Medidas eléctricas. Eleodoro Agreda. Instrumentos y medidas eléctricas Autor: Shepherd Morton Spence.

Instrumentación Electrónica Moderna Autor: William D. Cooper

VIII. LINKOGRAFIA

www.wilkipedia.edu.com www.tuveras.com https://www.google.com.pe/search?

q=resistencias+de+ceramica+de+5+ohmios&safe=active&es_sm=93&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=tJt7UpHeGarKsASz84DYBw&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=667#es_sm=93&q=resistencias+de+ceramica+de+2.2+ohmios&safe=active&tbm=isch&imgdii=_