3. extensión del miliamperímetro

EXTENSIÓN DEL MILIAMPERÍMETROPráctica Nº 3

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Documento: G-ELT258-3

PRACTICA Nº 3

EXTENSIÓN DEL

MILIAMPERÍMETRO

La Paz – Bolivia

Preparado por: José L. Díaz-Romero Revisado por: José L. Díaz-Romero Aprobado por: José L. Díaz-Romero

Fecha: 2008-05-22 Fecha: 2008-05-22 Fecha: 2008-05-22


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ÍNDICE

EXTENSIÓN DEL MILIAMPERÍMETRO.............................................................0

ÍNDICE................................................................................................................1

EXTENSIÓN DEL MILIAMPERÍMETRO.............................................................2

PARTE TEÓRICA...............................................................................................2

1. EXTENSIÓN DEL MILIAMPERÍMETRO.........................................................2

1.1. CIRCUITO CON RESISTENCIAS INDEPENDIENTES...............................3

1.2. CIRCUITO CON RESISTENCIAS DEPENDIENTES...................................4

2. EXTENSIÓN DEL MILIAMPERÍMETRO AL VOLTÍMETRO...........................5

2.1. CIRCUITO CON RESISTENCIAS INDEPENDIENTES...............................6

2.2. CIRCUITO CON RESISTENCIAS DEPENDIENTES...................................6

PARTE PRÁCTICA.............................................................................................8

1. OBJETIVO.......................................................................................................8

2. MATERIAL......................................................................................................8

3. PROCEDIMIENTO..........................................................................................9

4. OBSERVACIONES.......................................................................................12

5. CUESTIONARIO...........................................................................................13




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EXTENSIÓN DEL MILIAMPERÍMETRO

PARTE TEÓRICA

1. EXTENSIÓN DEL MILIAMPERÍMETRO

La extensión del amperímetro tiene por objetivo el de ampliar la capacidad de

la medida del amperímetro. Por ejemplo, si se tiene un amperímetro que sólo

logre medir hasta cierta cantidad de corriente, va a requerir una ampliación de

su escala para poder medir un valor que supere a esta.

Para ampliar las escalas de medición de un amperímetro se le debe aumentar

resistencias en paralelo.

Para extensión de la escala de un amperímetro se partirá del siguiente circuito:

En el que las ecuaciones básicas son:

(1)

(2)

(3)

Donde:




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Ra es la resistencia interna del amperímetro.

Ia es la corriente máxima que puede medir el amperímetro.

Rsh es la resistencia shunt.

Im es la corriente máxima a ser medida.

Ish es la corriente que circula por el elemento shunt.

n es el factor de extensión.

De donde se obtiene que el factor de extensión es igual a:

(4)

1.1. CIRCUITO CON RESISTENCIAS INDEPENDIENTES

Para este circuito se acomodan varias resistencias en paralelo, de las cuales

sólo se conecta una, la que definirá el factor de escala. Esta conexión se

realiza de la siguiente forma:

La conexión de cada resistencia Shunt es independiente de las otras

resistencias, y por lo tanto se tiene que el valor de cada resistencia será igual

a:

(5)




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1.2. CIRCUITO CON RESISTENCIAS DEPENDIENTES

Este circuito es de la siguiente forma:

Y las ecuaciones para hallar los factores de extensión se las halla con las

siguientes ecuaciones:

Para la posición 1:

(6)


(7)


(8)

Y armando un sistema de ecuaciones a partir de estas tres ecuaciones,

obtenemos:




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Y resolviendo este sistema obtenemos:

(9)

(10)

(11)

2. EXTENSIÓN DEL MILIAMPERÍMETRO AL VOLTÍMETRO

La extensión de la escala del voltímetro se la realiza con la conexión de

resistencias en serie, y con el uso de un amperímetro.

Se parte del siguiente circuito:

Y las ecuaciones básicas son:

(12)

(13)




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(14)

2.1. CIRCUITO CON RESISTENCIAS INDEPENDIENTES

Para este caso la conexión es de la siguiente forma:

Y a partir de las ecuaciones básicas para este tipo de conexión tenemos:

(15)

(16)

(17)

2.2. CIRCUITO CON RESISTENCIAS DEPENDIENTES

Para este caso, la conexión es la siguiente:




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Y las ecuaciones para hallar las resistencias de extensión son:

(18)

(19)

(20)




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PARTE PRÁCTICA

1. OBJETIVO

Estudiar la extensión de la escala del amperímetro y del voltímetro mediante el

armado de dos tipos de circuitos.

Extender la escala del amperímetro con el uso de resistencias Shunt

conectadas en serie.

2. MATERIAL

El material a utilizarse es el siguiente:

Reóstatos de los siguientes valores:

50

240

Corriente Máxima de 4 A

Fuente de tensión

Marca SUPREIX (Autotransformador variable)

Voltaje de entrada 220 ± 6 %

Voltaje de salida 0 - 230 V y 0 – 260 V

De 9.5 A.

Debe ser calibrado a 25 V

Voltímetro de C.A

Marca YFE (Yofung)

Modelo YF-3140

De 0 – 750 V.




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Amperímetro

Marca YFE (Yofung)

Modelo YF-3503

De 0 – 20 A.

Conectores

Óhmetro

3. PROCEDIMIENTO

1. Demostrar las fórmulas 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 18, 19 y 20 de la parte teórica.

2. Con el óhmetro digital mida la resistencia interna del miliamperímetro, anote

el dato. Analice los símbolos sobre el instrumento y vea si de los mismos se

puede determinar el valor de Ra.

El amperímetro, debajo de la escala de medida tiene símbolos que especifican

su clase de precisión, el material del que esta fabricado, los parámetros de

corriente entre los cuales puede medir, los tipos de corriente que puede medir

(corriente alterna y corriente continua).

3. Para los valores máximos de corriente a medir de 2,5 A ; 5 A ; y 10 A ;

calcule los valores de los factores de extensión y de las resistencias shunt.

Si el valor de Ra es muy bajo de tal forma que las Rsh son muy bajas, conecte

en serie al miliamperímetro una resistencia tal que la suma de la resistencia

interna del instrumento mas la adicionada sea de 100 Ω , adopte este valor

como Ra y repita los cálculos de Rsh.

4. Con el óhmetro digital mida la resistencia interna del miliamperímetro, anote

el dato.

Conectando el amperímetro de la siguiente manera:




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5. Arme el siguiente circuito:

Conectar el selector S de acuerdo a las posiciones que estudiemos.

6. Una vez armado el circuito y con este desconectado de la fuente de tensión

mida la resistencia interna del instrumento extendido.

Esta medición se la debe hacer de la siguiente manera:




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7. Ajuste la fuente y el reóstato “S” a los valores y posiciones anotados en el

cuadro I en cada paso tome las lecturas del amperímetro y miliamperímetro,

llene el cuadro I.

El cuadro I se debe llenar de la siguiente manera:

Posición "S"seleccionad

a

I(A)

Factor deExtensión

Ia(A)

Im(A)

1 10 1 10 2 5 2 5 3 2,5 3 2,5

La corriente I se mide del amperímetro digital que se lo conecta a la salida de la

fuente. El valor de esta corriente depende de la fuente, y se debe ser tener

cuidado de no sobrepasar la corriente máxima que soportan los reóstatos.

La corriente Ia se la obtiene mediante la lectura del instrumento analógico.

La corriente Im se la obtiene mediante la multiplicación del valor de Ia por el

factor de extensión. El factor de Im debe estar cerca del valor de I.

8. Para los valores máximos de tensión a medir de 100 V ; 50 V ; 25 V ; calcular

los valores de los factores de extensión y de las resistencias en serie

adicionadas.

9. Arme el siguiente circuito de la figura:




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10. Ajuste la fuente a los valores indicados en el cuadro II y de acuerdo a la

posición del selector S1 tome las lecturas de los instrumentos, llene el cuadro

II.

El cuadro II se lo debe llenar de la siguiente manera:

Posición "S"seleccionad

a

V(V)

Factor deExtensión

Ia(A)

Vm

(V)

1 25 1 25 2 50 2 50 3 100 3 100

El voltaje V se lo mide a la salida de la fuente, con el uso del voltímetro que

esta conectado en paralelo a la fuente.

La corriente Ia se la mide con el amperímetro analógico.

El voltaje Vm es el resultado de la multiplicación de la corriente Ia por el valor del

factor de extensión.




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4. OBSERVACIONES

1. Calcule las resistencias internas de los instrumentos extendidos, comente los

resultados.

5. CUESTIONARIO

1. Haga un análisis detallado de los errores que se cometen al medir una

magnitud con circuitos de extensión. ¿Cómo se pueden reducir estos errores?

2. ¿Podría un voltímetro utilizarse como amperímetro? Justifique su respuesta

con ecuaciones matemáticas.

3. ¿Cómo podría ampliarse el alcance de un voltímetro?

4. Aplicando los conceptos estudiados en la práctica de regulación y la

presente. ¿Cómo se podría medir resistencias? ¿Cuál es el principio de

funcionamiento de un óhmetro?

5. Consiga el catálogo y circuito esquemático de un instrumento de medida

(voltímetro, amperímetro, óhmetro) y aplicando los conceptos estudiados hasta

el momento comente su funcionamiento. En su informe añada el catálogo.



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