EN EL AMPERÍMETRO: La sensibilidad se indica por el número de amperios, miliamperios o microamperios que debe de fluir por la bobina para producir la desviación completa. Si un instrumento tiene una sensibilidad de 1 mA., es necesario 1 mA para producir la desviación completa.
EN EL VOLTÍMETRO: Aquí la sensibilidad está expresada en ohmios por voltio, o sea, la resistencia del instrumento. Para que el voltímetro sea preciso que este tome una corriente muy baja del circuito, lo cual se obtiene mediante una alta resistencia. El número de ohmios por voltio de un voltímetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje máximo que puede medir. Para un trabajo general en electrónica, un voltímetro debe tener como mínimo una sensibilidad de 1,000 ohmios por voltio.
El número de ohmios por voltio de un voltímetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje máximo que puede medirse. Por ejemplo, un instrumento con una resistencia interna de 300000 ohmios y una escala para un máximo de 300 voltios, tendrá una sensibilidad de 1000 ohmios por voltio. Para trabajo general, los voltímetros deben tener cuando menos 1000 ohmios por voltio.
PROCEDIMIENTO
1. Medir resistores con el ohmimetro. Llenar Tabla Nº0
Tabla Nº 0: Valores de resistores utilizados
Resistencias | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 | R8 | ||||||
Valor teórico |
330O |
1KO |
6.8KO |
12.KO |
56O |
100KO |
32O |
180O | ||||||
Valor practico |
328O |
0.99KO |
6.92KO |
12.07KO |
56.4KO |
101.3KO |
33O |
180O | ||||||
2. Determinación del error que por defecto de carga produce un voltímetro.
a. Armar el siguiente circuito:
Figura 1
b. Determinar teóricamente el voltaje que debería medir el voltímetro sin efecto de carga.
c. Conectar el voltímetro según se muestra en el circuito. Seleccionar la escala mas apropiada para poder leer el voltaje medido con la mayor claridad posible. Anotar este valor en la Tabla Nº 1.
Tabla Nº 1: con voltímetro
Vs(v) | 12 | 30 | 60 | 6 |
V(10KO) | 7.3v | 7.6v | 7.9v | —————— |
V(100KO) | 4v | 5.5v | 6.5v | 3v |
d. Cambiar de escala en el voltímetro a un rango superior. Anotar el valor medido por el voltímetro.
e. Cambiar los valores de las resistencias a 50KO y 100KO respectivamente. Repetir el procedimiento anterior y comparar los resultados obtenidos.
f. Calcular el error debido al voltímetro conociendo la sensibilidad de este. Comparar estos valores calculados con los valores medidos.
g. Medir los voltajes en los pasos anteriores haciendo uso también del multímetro como voltímetro. Llenar Tabla Nº 2.
Tabla Nº 2: con multímetro digital
teóricos | |||
V(v) | 60 | 600 | 10 |
V(10KO) | 7,62 | 7.7 | 7.60 |
V(100KO) | 7.68 | 7.8 | 7.71 |
3. Determinar del error introducido por un amperímetro en el circuito.
a. Armar el siguiente circuito:
Figura 2
b. Determinar teóricamente la corriente que deberá medir el amperímetro en su ausencia. Rpta: 1mA
c. Conectar el amperímetro según se muestra en el circuito. Seleccionar la escala mas apropiada para poder leer la intensidad de corriente medida con la mayor claridad posible. Anotar este valor
d. Cambiar de escala en el amperímetro a un rango superior. Anotar el valor medido por el amperímetro. Llenar la tabla 3
Tabla Nº 3 con miliamperio
V (fuente) | I(mA) | 10 | 30 | 100 | 0.6 |
V = 1.0v | I(180O) | 5.4mA | 6mA | 6mA | ——— |
V = 0.2v | I(32O) | 5.4mA | 5.9mA | 6mA |
|
e. Cambiar el valor del voltaje de la fuente a 0,2 V. Seleccionar la escala de intensidad de corriente mas apropiada para poder leer la corriente medida con la mayor claridad posible. Anotar este valor. Usar R=390O.
f. Cambiar la escala del amperímetro a un rango superior. Anotar el valor medido por el amperímetro.
g. Hallar el error medido al amperímetro conociendo su sensibilidad y voltaje de operación. Comparar estos valores calculados con los valores medidos.
h. Repetir este paso haciendo uso del micro amperímetro según lo pedido en la Tabla Nº 4 y llenarla.
Tabla Nº 4: con microamperio
V (fuente) | I(uA) | 3000 | 1000 | 300 |
0.3v | I(1KO) | 140UA | 180 | 80UA |
0.2v | I(390O) | 330UA | 160UA | 65UA |
CUESTIONARIO FINAL
1. ¿Cómo varia el error introducido por el voltímetro en el circuito de la figura 1 cuando se varia la escala de voltaje?
erv=ERROR; R1, R2= resistencias usadas; S=sensibilidad=400O/V; Vs=escala
Vs | 12 | 30 | 60 | 6 |
R1=5 KO R2=10 KO |
Erv = 0.06% |
Erv = 0.028% |
Erv = 0.014% |
Erv = 0.13% |
R1=50 KO R2=100 KO |
Erv = 0.69% |
Erv = 0.27% |
Erv = 0.138% |
Erv = 1.36% |
2. ¿Cuándo se presenta mayor error por la conexión del voltímetro al circuito de la figura 1?
Dado el siguiente cuadro:
Vs | 12 | 30 | 60 | 6 |
R1=5 KO R2=10 KO |
Erv = 0.06% |
Erv = 0.028% |
Erv = 0.014% |
Erv = 0.13% |
R1=50 KO R2=100 KO |
Erv = 0.69% |
Erv = 0.27% |
Erv = 0.138% |
Erv = 1.36% |
A menor escala mayor es el error, esto queda demostrado a la fórmula ya usada anteriormente, quiere decir que el error aumenta en la escala 6V.
3. ¿Cómo varia el error introducido por el amperímetro en el circuito de la figura 2 cuando se varia la escala de corriente?
El error relativo introducido por el amperímetro será:
Cuadro de errores:
V fuente | Is (mA),(escala) | 10 | 30 | 100 |
V = 1 v | I (180O) | 16.7 % | 9.09 % | 3.8 % |
V = 0.2 v | I (33 O) | 9.3 % | 4.8 % | 2.01 % |
4. ¿Cuándo se presenta mayor error por la conexión del amperímetro al circuito de la figura 2?
Dado el siguiente cuadro:
V fuente | Is (mA),(escala) | 10 | 30 | 100 |
V = 1 v | I (180O) | 16.7 % | 9.09 % | 3.8 % |
V = 0.2 v | I (33 O) | 9.3 % | 4.8 % | 2.01 % |
A menor escala mayor es el error, esto queda demostrado a la fórmula ya usada anteriormente, quiere decir que el error aumenta en la escala de 10 mA.
5. ¿Con cual instrumento se ha presentado mayor error, con el voltímetro o con el multímetro?
Hallando el error producido por el multímetro analógico:
Donde la sensibilidad del multímetro es: S = 50 O/v
Para la escala de 10 v. (Vs =10 v.): Rv = S Vs (
Rv = (50*10) = 500 O.
Para la escala de 50 v. (Vs =50 v.): Rv = S* Vs (
Rv = (50*50) = 2500 O.
Para el circuito de resistencia R1= 5 O, R2 = 10 O y Rv = 500, el error será: e = 0.66%.
Para el circuito de resistencia R1= 5 O, R2 = 10 O y Rv = 2500, el error será: e = 0.13%.
Para el circuito de resistencia R1= 50 O, R2 = 100 O y Rv = 500, el error será: e = 6.25%.
Para el circuito de resistencia R1= 50 O, R2 = 100 O y Rv = 2500, el error será: e = 1.32%.
Tabla de Errores
Vs (escala) | 10 | 50 | |
Para el circuito (5 O y 10 O ) | 0.66% | 0.13% | |
Para el circuito (50 O y 100 O ) | 6.25% | 1.32% | |
6. Explicar lo sucedido con el micro amperímetro indicando sus valores de resistencia interna para cada caso. ¿Cuál es el valor resistivo del medidor de bobina móvil?
La gran variación de medida en el microamperimetro se debe al efecto de carga que posee el microamperimetro
Entonces por fórmula para hallar el error introducido por el micro amperímetro tenemos:
Entonces por fórmula calculamos el valor resistivo del medidor de bobina móvil:
S=1/30O? v
V fuente | Pa | Is(uA) | 3000 | 1000 | 300 |
0.3 ?V | a | I (1K O? | 240uA | 180 uA | 80 uA |
0.2 V | e | I (390 O? | 330 uA | 160 uA | 65 uA |
Caso a:
La sensibilidad del amperímetro es 0.1 O/V.
R = 1K O
V= 0.3v
Escala de 3000:
La resistencia interna total del amperímetro es:
RA = 
1000 = 3166.66O
Hallando la resistencia del medidor de bobina móvil:
Rm = (240×10-6) (3166.66) (1/30) = 2.5x 10-2 O
Escala de 1000 mA:
La resistencia interna total del amperímetro es:
RA = 
1000 = 4555.55O
Hallando la resistencia del medidor de bobina móvil:
Rm = (180×10-6) (4555.55) (1/30) = 2.7x 10-2 O
Escala de 300 mA:
La resistencia interna total del voltímetro es:
RA = 
_ 1000 = 11500 O
Hallando la resistencia del medidor de bobina móvil:
Rm = (80×10-6) (11500) (1/30) = 3x 10-2 O
Caso e:
La sensibilidad del amperímetro es 0.1 KO/V.
R = 390 O
V= 0.2v
Escala de 3000 mA:
La resistencia interna total del amperímetro es:
RA = 
_ 390 = 2640.3 O
Hallando la resistencia del medidor de bobina móvil:
Rm = (330×10-6) (2640.3) (1/30) = 2.9x 10-2 O
Escala de 1000 mA:
La resistencia interna total del amperímetro es:
RA = 
_ 390 = 5860 O
Hallando la resistencia del medidor de bobina móvil:
Rm = (330×10-6) (5860) (1/30) = 6.4x 10-2 O
Escala de 300 mA:
La resistencia interna total del voltímetro es:
RA = 
_ 390 = 14994.61 O
Hallando la resistencia del medidor de bobina móvil:
Rm = (65×10-6) (14994.61) (1/30) = 3.2x 10-2 O
CONCLUSIONES
-En un instrumento la precisión depende de cuantas subdivisiones tenga una determinada escala.
-El multimetro digital tiene mayor precisión por ser de más fácil lectura.
-Para poder medir la diferencia de potencial en dos puntos dados el voltímetro se debe colocar en paralelo.
-Para poder medir cuanta corriente circula en un determinado circuito el amperímetro se debe colocar en serie.
BIBLIOGRAFÍA
–CIRCUITOS ELECTRICOS Dorf-Svoboda, 
edición, Alfaomega grupo editor, México, 2003.
-TEORIA DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRONICOS Boylestad-Nashelsky, 8
edicion, Pearson educación, México, 2003.
Autor:
Luis Miguel Munayco Candela
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