Nombre de la materia

ElectrnicaNombre de la Licenciatura

Ingeniera en SistemasNombre del alumno

Cristian Erick Amaro ZarateMatrcula

000020470Nombre de la Tarea

Variables elctricasUnidad 3#ComponentesNombre del Tutor

No Amir Rodrguez OlivaresFecha

04/10/15Multimetro

EL AMPERMETRO

La corriente es una de las cantidades ms importantes que uno quisiera medir en un circuito elctrico. Se conoce como ampermetro al dispositivo que mide corriente. La corriente que se va a medir debe pasar directamente por el ampermetro, debido a que ste debe conectarse a la corriente. Los alambres deben cortarse para realizar las conexiones en el ampermetro.

Cuando use este instrumento para medir corrientes continuas, asegrese de conectarlo de modo que la corriente entre en la terminal positiva del instrumento y salga en la terminal negativa. Idealmente, un ampermetro debe tener resistencia cero de manera que no altere la corriente que se va a medir. Esta condicin requiere que la resistencia del ampermetro sea pequea comparada con R, + R2. Puesto que cualquier ampermetro tiene siempre alguna resistencia, su presencia en el circuito reduce ligeramente la corriente respecto de su valor cuando el ampermetro no est presente.

Ampermetro de bobina mvil. La bobina mvil, teniendo en cuenta su delicada construccin, no puede conducir ms que una pequea fraccin de ampero. Para valores mayores, la mayor parte de la corriente se hace por una derivacin, o shunt, de baja resistencia en paralelo con el instrumento. La escala, sin embargo, se calibra generalmente para leer en ella la corriente total 1, aun cuando la corriente I, que pasa por la bobina sea slo de unos cuantos miliamperios.

El shunt tpico, consiste en una o ms tiras de aleacin de resistencia soldadas a bloques termnales de latn; el cable se atornilla a stos, suministrndose los tornillos necesarios.

Las tiras se hacen a menudo de manganina que tiene un bajo coeficiente de temperatura. Tambin, aunque no est representado en la figura, es til conectar un resistor de recarga de coeficientes de temperatura despreciable, en serie con la bobina. De este modo, la distribucin de corriente entre el instrumento y la derivacin es afectada muy poco por la temperatura.

Otra posible fuente de error se debe a la corriente termoelctrica establecida en el circuito local por una diferencia de temperatura entre los extremos de la derivacin, que podra originarse por un calentamiento desigual de las conexiones con el cable. La manganina es tambin apropiada en este respecto, debido a su baja f.e.m. termoelctrica con el latn.

Aunque la resistencia de la derivacin para grandes corrientes es menor que para las pequeas, la potencia absorbida es mayor, debido a que es proporcional al cuadrado de la corriente y a la resistencia. Para corrientes pequeas la derivacin se acomoda por lo general dentro de la caja del instrumento. Para corrientes intensas el gran tamao necesario para una adecuada disipacin del calor hace necesario el montaje externo, lo que tiene la ventaja que el instrumento puede encontrarse lejos de la derivacin, incluso en un cuarto separado.

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EL VOLTIMETRO

El voltmetro es un aparato que mide la diferencia de potencial entre dos puntos. Para efectuar esta medida se coloca en paralelo entre los puntos cuya diferencia de potencial se desea medir. La diferencia de potencial se ve afectada por la presencia del voltmetro. Para que este no influya en la medida, debe de desviar la mnima intensidad posible, por lo que la resistencia interna del aparato debe de ser grande.

Como rV es conocida, la medida de la intensidad I, permite obtener la diferencia de potencial. La resistencia serie debe de ser grande, para que la intensidad que circule por el voltmetro sea despreciable. Se puede cambiar de escala sin mas que cambiar la resistencia serie.

Un dispositivo que mide diferencias de potencial recibe el nombre de voltmetro. La diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera en el circuito puede medirse uniendo simplemente las terminales del voltmetro entre estos puntos sin romper el circuito. La diferencia de potencial en el resistor R2 se mide conectando el voltmetro en paralelo con R2. Tambin en este caso, es necesario observar la polaridad del instrumento. La terminal positiva del voltmetro debe conectarse en el extremo del resistor al potencial ms alto, y la terminal negativa al extremo del potencial ms bajo del resistor. Un voltmetro ideal tiene resistencia infinita de manera que no circula corriente a travs de l. Esta condicin requiere que el voltmetro tenga una resistencia que es muy grande en relacin con R2. En la prctica, si no se cumple esta condicin, debe hacerse una correccin respecto de la resistencia conocida del voltmetro.

Voltmetro de bobina mvil. La mayora de los voltmetros no miden la d.d.p. com tal, sino que toman una pequea corriente de operacin proporcional a aqulla; pueden considerarse por tanto como miliamperfmetros de alta resistencia, calibrados en voltios.

En un instrumento de bobina mvil, no es posible hacer la resistencia de la bobina suficientemente grande, por lo que se conecta en serie con la bobina un resistor R de eureka o de otra aleacin de alta resistencia, con un despreciable coeficiente de temperatura; a esta resistencia se le llama a veces un resistor de multiplicacin o multiplicador, porque permite leer en el instrumento un alto voltaje V, con slo un bajo voltaje V, aplicado a travs de la bobina. Por lo general, el multiplicador se monta dentro de la caja del instrumento, pero puede estar afuera si la gama de medidas es muy grande.

El voltmetro debe tomar solamente una corriente pequea que no perturbe apreciablemente el circuito donde se conecta. La recproca de la corriente total es usada a menudo como una medida de ,esta propiedad. En el ejemplo anterior la recproca es 1/0.015 = 66.7, lo que significa que cualquiera que sea su gama, el voltmetro tiene una resistencia de 66.7 ohmios por cada voltio marcado en su escala; para instrumentos usados en circuitos de potencia son comunes valores entre 50 y 500 ohmios por voltio. Frecuentemente se necesitan mayores valores para mediciones en aparatos para corrientes de iluminacin, pero entonces el instrumento es necesariamente ms delicado y fcil de daar.

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EL GALVANOMETRO

El galvanmetro es el principal componente utilizado en la construccin de ampermetros y voltmetros. Las caractersticas esenciales de un tipo comn, conocido como galvanmetro deD Arsonval. Est compuesto por una bobina de alambre montada de modo que pueda girar libremente sobre un pivote en un campo magntico proporcionado por un imn permanente. La operacin bsica del galvanmetro aprovecha el hecho de que un momento de torsin acta sobre una espira de corriente en presencia de un campo magntico.

El momento de torsin experimentado por la bobina es proporcional a la corriente que circula por ella. Esto significa que cuanto ms grande la corriente, tanto mayor el momento de torsin, as como el giro de la bobina antes de que el resorte se tense lo suficiente para detener la rotacin. Por tanto, la cantidad de desviacin es proporcional a la corriente. Despus 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.

Un galvanmetro estndar no es adecuado para usarse como un ampermetro, debido principalmente a que un galvanmetro comn tiene una resistencia cercana a 60 S2. La resistencia de un ampermetro de esta magnitud altera de manera considerable la corriente en el circuito en el cual se coloca. Esto puede entenderse considerando el siguiente ejemplo. Suponga que usted construye un circuito en serie simple que contiene una batera de 3 V y un resistor de 3 S2.

La corriente en este circuito es 1 A. Sin embargo, si usted inserta un galvanmetro de 60 0 en el circuito para medir la corriente, la resistencia total del circuito es 63 12 y la corriente se reduce a 0.048 A.

Un segundo factor que limita el uso del galvanmetro como un ampermetro es el hecho de que un galvanmetro comn brinda una desviacin de mxima escala para corrientes muy bajas, del orden de 1 mA o menos. Consecuentemente, dicho galvanmetro no puede usarse de manera directa para medir corrientes mayores que sta. Sin embargo, es posible convertir un galvanmetro en un ampermetro colocando un resistor Pt, en paralelo con el galvanmetro. El valor de Ri conocido algunas veces como resistor en derivacin, debe ser muy pequeo respecto de la resistencia del galvanmetro, de modo que la mayor parte de la corriente que se va a medir circule por el resistor en derivacin.

Un galvanmetro tambin puede utilizarse como un voltmetro aadiendo un resistor externo Rs en serie con l. En este caso, el resistor externo debe tener un valor muy grande respecto de la resistencia del galvanmetro. Esto asegura que el galvanmetro no altere de manera significativa el voltaje que se va a medir.

Galvanmetro de bobina mvil. Este instrumento se usa principalmente para detectar, ms bien que para medir, pequeas diferencias de potencial, como con los instrumentos nulos descritos posteriormente en este captulo.

El galvanmetro de bobina mvil es esencialmente un milivoltmetro con el cero a la mitad de su escala. En comn con otros instrumentos con cero central, la bobina est normalmente alineada con los polos, desvindose el indice a la izquierda o a la derecha dependiendo del sentido de la corriente. Generalmente las divisiones de la escala son arbitrarias, como las de la balanza, sin que correspondan a ningn valor en particular de d.d.p. de corriente.

Instrumento de hierro mvil. Aunque proyectados para circuitos de c.a., estos instrumentos son tambin apropiados para mediciones de cal., donde se necesitan instrumentos resistentes y baratos y la precisin no es importante.

En las primeras formas de este instrumento la desviacin se produca por la atraccin de una pieza de hierro dulce dentro dc una bobina llevando la corriente que debe medirse. En instrumentos modernos se emplean dos piezas de hierro, colocadas dentro de la bobina C. La pieza de hierro F est sujeta a la bobina y la pieza mvil M a la espiga. La corriente en la bobina imanta a las dos piezas de hierro con igual polaridad; entonces su repulsin mutua proporciona la torca de desviacin que mueve al ndice sobre la escala. En la figura se representa un control por gravedad, pero tambin se emplea a menudo el control con resorte.

El amortiguamiento con corrientes vagas es imposible porque el imn permanente perturbara el funcionamiento del aparato; en su lugar se usa invariablemente amortiguamiento con aire. Se representa un mtodo comn donde una ligera aspa de aluminio, unida a la espiga, se mueve en el interior de una caja cerrada en forma de sector de crculo, pero sin tocarla. El aire que pasa de un lado a otro de la caja absorbe energa del sistema en movimiento y amortigua la oscilacin.

Los instrumentos de hierro mvil no estn polarizados: funcionan igualmente bien con cualquier sentido de la corriente, por lo que son apropiados para mediciones con c.a. En circuitos de e.d. no pueden emplearse como instrumentos de cero central, no sirviendo tampoco para determinar la polaridad de la f.e.m.

La escala est dividida desigualmente; la repulsin entre las piezas de hierro es proporcional al producto de sus flujos y, por tanto, aproximadamente proporcional al cuadrado de la corriente, lo que causa acumulacin de las divisiones en el extremo izquierdo de la escala, empeorndose este efecto por la baja permeabilidad del hierro en campos dbiles. Las aleaciones de hierro-nquel, como el Mumetal y el Permaloy, son mejores en este aspecto y se usan frecuentemente en la actualidad. Un mejoramiento en la escala es tambin debido a la forma de las piezas de hierro.

El instrumento tiene otras desventajas. El consumo de potencia es generalmente mayor que con los instrumentos de bobina mvil. Las lecturas son ms fcilmente afectadas por los campos magnticos de origen externo, excepto que la bobina tenga una pantalla magntica. Hay tambin un efecto de histresis en las piezas de hierro, que hace que las lecturas del instrumento sean ms bajas o ms altas, dependiendo de si la corriente aumenta o disminuye. Este efecto es pequeo si las piezas de hierro se hacen de acero al silicio o de una aleacin de hierro- nquel.

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GALVANOMETRO Y AMPERIMETRO.

Los galvanmetros son aparatos que sirven para medir intensidades de corriente. Para realizar esta medida se basan en las propiedades magnticas de la corriente o en sus efectos calorficos. Los galvanmetros se conectan en serie con la rama cuya intensidad queremos medirEn un circuito elctrico deseamos conocer la intensidad que circula sin que influya el galvanmetro. Para ello, es preciso que tenga una resistencia muy pequea; de forma que su presencia, apenas afecte al circuito.

Los galvanmetros son aparatos muy precisos, por lo que deben de circular intensidades muy pequeas. Cuando se miden intensidades mayores, se usa el ampermetro, que consta de un galvanmetro y una resistencia de derivacin. Por lo que, se puede cambiar de escala en el amperimetro sin mas que cambiar el valor de la resistencia de derivacin.

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VOLTIMETRO Y AMPERIMETRO

Voltmetro y ampermetro de hierro mvil.

El instrumento, ya sea un ampermetro o un voltimetro, requiere un cierto nmero de amperios vueltas generalmente varios centenares para producir una desviacin total en la escala, por lo que la gama de los ampermetros se determina por el nmero de vueltas de la bobina. Los voltmetros son devanados con muchas vueltas de alambre delgado, conectndose entonces en serie un resistor de eureka para llevar a la resistencia total a su valor requerido.

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OHMMETRO

Aparato diseado para medir la resistencia elctrica en ohmios. Debido a que la resistencia es la diferencia de potencial que existe en un conductor dividida por la intensidad de la corriente que pasa por el mismo, un ohmmetro tiene que medir dos parmetros, y para ello debe tener su propio generador para producir la corriente elctrica.

Los ohmmetros ms comunes son `multimetros', esto es, instrumentos que por medio de un dial pueden utilizarse para medir la diferencia de potencial, la intensidad de corriente o la resistencia; normalmente pueden preseleccionarse en una gran variedad de rangos de modo que se pueden utilizar ohmmetros de laboratorio relativamente baratos para medir resistencias desde fracciones de ohmio hasta varios millones de ohmios (megaohmios). Los ohmmetros se utilizan mucho para deteccin de fallos en circuitos elctricos. Un ingeniero elctrico conoce los valores aproximados de resistencia que deben existir entre determinados puntos del circuito y puede comprobarlos fcilmente con el ohmmetro.

Ohmmetro. Los instrumentos para medir la relacin de dos cantidades se llaman relacionmetros. El ohmmetro es de esta clase porque mide la relacin entre la d.d.p. y la corriente.

El instrumento consiste en dos bobnas mviles, fijas entre s, pero con libertad de girar entre los polos de un imn permanente. Ambas bobinas se alimentan de la pila o batera B, pero mientras que la corriente en la bobina de voltaje V es constante, la que pasa por la bobina de corriente C depende de la resistencia entre las terminales de prueba TT. Aqu no hay resortes o pesas de control; la corriente llega y sale de las bobinas a travs de alambres muy delgados que no ejercen una torca apreciable en el sistema mvil.

Las condiciones con las terminales de prueba en circuito abierto, correspondiendo asa una resistencia infinita; entonces no hay corriente en la bobina de corriente por lo que la bobina de voltaje est en libertad de colocarse por s misma con su eje alineado con los polos. Si se conecta ahora un resistor a las terminales de prueba, la bobina de corriente ejercer una torea en sentido antirreloj y el ndice se mover en la escala hasta equilibrarse con la torea de control de la bobina de voltaje. Cualquier cambio de la d.d.p. en la batera afecta anlogamente a las dos bobnas, por lo que la posicin del ndice no se afecta. Los instrumentos prcticos tienen sistemas especiales de bobinas, diseados para obtener una escala mejor dividida. Aquellos que se emplean para medir la resistencia de aislamientos necesitan un alto voltaje como fuente de corriente para un funcionamiento satisfactorio; por lo general, funcionan con un generador impulsado a mano.