LABORATORIO N°02

AMPLIACION DE RANGO

I. OBJETIVOS: Aprender a ampliar la escala del voltímetro a través de resistencias en

serie. Aprender a ampliar la escala del amperímetro través de resistencias en

paralelo.

II. FUNDAMENTO TEORICO:

Los instrumentos mas comunes para medir el potencial o la corriente utilizan un dispositivo denominado galvanómetro de D’arsonval. En el campo magnético de un imán de un imán permanente se coloca una bobina de cable fino giratoria, como se observa en la Fig. 1. Cuando pasa corriente por la bobina, el campo magnético ejerce sobre ella un torque que es proporcional a la corriente. Un resorte se opone al torque, en una acción similar a la de la cuerda de un reloj sobre el volante, ejerciendo un torque restaurador proporcional al desplazamiento angular.

La desviación angular de la aguja indicadora unida a la bobina móvil es entonces directamente proporcional a la corriente de la bobina y puede calibrase el dispositivo para medir la corriente. La desviación máxima diseñada para el medidor, normalmente entre 90º y 120º, se denomina desviación a fondo de escala. La corriente necesaria para producir esta desviación (normalmente entre 10 mA y 10 mA ) y la resistencia de la bobina ( típicamente entre 10 y 1000 Ohmios) son las características esenciales del medidor.

Consideremos a continuación la utilización del medidor de D’Arsonval como instrumento de medición de la corriente, llamado normalmente amperímetro.

Para medir la corriente de un circuito, debe insertarse un amperímetro en serie con el circuito de modo que la corriente que se desea medir pase realmente a través de él. Evidentemente, es deseable que la resistencia del instrumento sea mucho menor que la del resto del circuito, de modo que cuando se acopla el instrumento no varíe lo que queremos medir. Un amperímetro ideal debería tener resistencia nula.

Es mas, el alcance de funcionamiento del galvanómetro, si se utiliza sin modificación alguna, está limitada a una corriente máxima de 1 mA. Este intervalo puede ampliarse y reducir al mismo tiempo la resistencia equivalente, conectando una pequeña resistencia RSH en paralelo con la bobina móvil, como se muestra en la fig. 2. El resistor en paralelo se denomina shunt; su efecto es permitir que parte de la corriente del circuito I se desvíe del medidor y pase por el shunt.

Vamos a considerar ahora la construcción de un voltímetro. Este instrumento mide las diferencias de potencial entre dos puntos, y sus terminales deben conectarse a estos puntos. Un voltímetro ideal tiene una resistencia infinita.

AMPLIACION DEL RANGO DEL AMPERIMETRO

Donde :

Ii=Corriente necesaria parallevar la aguja adesviaciónmáxima .

Ri=Resistenciainterna del galvanómetro

IRango=Nuevo rangodecorriente

RSh=Resistencia en paralelo para ampliar el rango delamperímetro .

AMPLIACION DEL RANGO DEL VOLTIMETRO

Donde:

Ri=Resistenciainterna del voltímetro

Vi=Rangodevoltaje del voltímetro

VRango=Nuevo rango devoltaje

RS=Resistencia en serie paraampliar elrango del voltímetro .

 

DETERMINACION DE LA RESISTENCIA INTERNA DE LA FUENTE DE CORRIENTE CONTINUA

III. EQUIPOS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR:

Tablero de pruebas:

Transformador:

Multitester:

Voltimetro analógico:

Autotransformador:

IV. DATOS EXPERIMENTALES:a) AMPLIACION DE RANGO DE UN VOLTIMETRO:

Einicial=150VEampliada=500VRinterna=3750ῼ

b) AMPLIACION DE RANGO DE UN AMPERIMETRO:Iinicial=250mAIampliada=600mARinterna=12ῼ

V. FORMULAS Y CALCULOS:

a) AMPLIACION DE RANGO DE UN VOLTIMETRO

Einicial=150V=e=lecturamáximadel aparatoEampliada=500V=E=lecturaque deseamosalcanzar

Rinterna=3750ῼ=Ra=resistencia del aparato

Rm=¿ Ra (E−e)

e = Resistencia multiplicadora

Rm=(3750ῼ)(500V−150V )

150V ¿8.750k ῼ

COEFICIENTE O CONSTANTES:

k=Ee

k=500V150V

k=3.3

b) AMPLIACION DE RANGO DE UN AMPERIMETRO:

Iinicial=250mA=I=intensidadmáximadel aparatoIampliada=600mA=I 1=intensidad que sedeseamedir

Rinterna=12ῼ=Ra=resistenciainterna

RESISTENCIA SHUNT:

Rs= IxRaI 1−I

Rs=(250mA )(12ῼ)

(600mA ) (250mA )

Rs=8.57ῼ

COEFICIENTE O CONSTANTE:

K= I 1I

K=600mA250mA

k=2.4

TENSION:

Cs=Rs ( I 1−I )

Cs=(8.571ῼ)(350mA )

Cs=2.9985V

VI. CUADRO DE RESULTADOS:

a) AMPLIACION DE RANGO DE UN VOLTIMETRO:

PUNTOS MEDIDA DEL VOLTIMETRO (V)

MEDIDA MULTI

PLICADA POR K(V)

MEDIDA REAL (V)

ERROR ABSOLUT

O (V)

ERROR RELATIVO

(%)

1 78V 260.406V 256V -4.406V -1.69%

2 113V 376.29V 367V -9.29V -2.46%

3 145V 482.85V 469V -13.85V -2.86%

b) AMPLIACION DE RANGO DE UN AMPERIMETRO:

PUNTOS MEDIDA DEL VOLTIMETR

O (V)

MEDIDA MULTI

PLICADA POR K(V)

MEDIDA REAL (V)

ERROR ABSOLUTO

(V)

ERROR RELATIVO

(%)

1 135mA 324mA 329mA 5V 1.54%

2 192mA 460.8mA 465mA 4.2V 0.91%

3 230mA 552mA 561mA 9V 1.63%

VII. CONCLUSIONES:

Dado que la medida de las resistencias vienen ya establecidas, el cálculo se hará a partir de las que están en el mercado y por lo tanto la resistencia que se obtendrá será cercana a la que se quiere obtener.

Para ampliar la escala del amperímetro se conecta una resistencia en paralelo con el amperímetro, con esto los que conseguiremos será que

casi toda la corriente se desvié por esta resistencia y solo una pequeña parte por el amperímetro.

Para ampliar la escala del voltímetro se conecta resistencias en serie con este instrumento de medición, la resistencia va ser la mayor caída de tensión ocurra en esa resistencia y una cantidad mucho menor lo haga en el voltímetro.

VIII. OBSERVACIONES:

La escala que se quiere ampliar no podrá ser la que realmente se quiere ya que el valor de las resistencias vienen ya de fábrica por lo que se tendrá que trabajar en base a esas y nos dará un valor cercano.

IX. SUGERENCIAS:

Cuando se esté midiendo con el instrumento de medición tratar de estar bien posicionado para así no caer en error de paralelaje.

Cuando se esté probando el circuito aplicándole corriente tener cuidado de no tocarlo ya que podría ser peligroso.

X. LINKOGRAFIA:

https://es.wikipedia.org/wiki/Error_experimentalhttp://www.educamix.com/educacion/3_eso_materiales/b_i/conceptos/conceptos_bloque_1_3.htm

XI. INTEGRANTES:1. Correa Bobadilla Luis, 122032C 2. Domínguez Soto Diego Cristofer, 122036k3. Peredo Ramirez Enoc Francis, 124039G4. Sánchez Campos Édison, 090512G