Universidad Tecnológica de Pereira
Laboratorio V Fecha: 2017-09-21. Docente: James Andrés Barrera Moneada
!"#$%&'(" D) &" AM*)%+M)$%! , D) &" (M)$%! #)%') onstrction o/ an ammeter and an ohmmeter in series %)#&M)" )n este ractica se reaiar3 con a4da de n 5a6anmetro e monta8e de os circitos necesarios crear ara n amermetro amermetro 4 n hmetro en serie. ) caso de amermetro amermetro se montaran montaran 6arias 6ariaciones 6ariaciones de circito circito e nos ermitir3n medir di/ere di/erente ntess ran5os ran5os de corrie corriente nte esta esta 6ariac 6ariacion iones es con consis sisten ten en e 6aor 6aor de na resistencia e odr3 ser cacado ara e ran5o de corriente deseado. )n canto a hme hmetr troo este este erm ermit itir ir33 medi medirr resi resist sten enci cias as de 6ao 6aore ress ato atoss ero ero con con modi/icaciones se odran medir resistencias de 6aores m3s ba8os de manera recisa. recisa.
Palabr Palabras as clave: clave: amermetro; constrccin; 5a6anmetro; resistencia; shnt; hmetro ABSTRACT In this practice will be realized with aid ofa galvanometer the assembly ofthe circuíts necessary to créate for an ammeter and a ohmmeter in series. The case ofthe ammeter will be mounted several variations ofthe circuit that will allow us to measure different different ranges ofeurrent this variations consist in the valué of a resista esistance nce that that can can be calcú calcúlat lated ed for the desir desired ed curr current ent range range.. As for for the the ohmmet ohmmeter er this this will will allow allow to measur measuree resis resistan tances ces of high high valúes valúes but with with modifications itcould be measured resistance oflower valúes in a precise way.
Jor1e Cardona
Hernández Lie. en matem3ticas 4 /sica d. 1.11<.792.=<> Jor5e.cardona?t.ed.co Juan David Herrera Trujillo 'n5. mec3nica d. 1.0>7.@9<.77 8andaht?5mai.c 8andaht?5mai.com om
s!eban Toro Hinca"i# 'n5. en sistemas 4 comtacin d. 1.0>>.0<=.72> est122@?5mai.com
Keywords: ammeter, ammeter, construction constru ction ,galvanometer ,galv anometer,, ohmmeter ohmmete r, resistance, shunt
$BJT%&$S on6ertir n 5a6anmetro en n medidor de corriente de acance m3s ato e e de s roia corriente m3Cima amermetroE. Veri/icar eCerimentamente eCerimentamente e 6aor de a %esistencia %esisten cia shnt necesaria ara con6ertir e 5a6anmetro en n medidor de corriente de n acance eseci/icado. on6ertir n 5a6anmetro en n hmetro serie medidor de resistencias en n ran5o eseci/icadoE; conectando en serie e 5a6anmetro con na /ente de 6ota8e 4 na resistencia. acar anaticamente e 6aor de a resistencia serie necesaria ara constrir n hmetro con e ca se eda medir resistencias en n ran5o esec/ico 4 adem3s ocaiar cortocircitos e identi/icar comonentes abiertos.
'( )*+DA,+TAC%$+ T-R%CA Cons!rucci.n de un a/"er0/e!ro #i en n circito; como e de a /i5ra =.1 a corriente e inter interes esaa medi medirr es meno menorr e ' maC; no es nece necesa sari riaa a introdccin de a resistencia shnt sh.
Fi5ra 1. on/i5racin circito amermetro ara 'maC
*ara esta sitacin a a58a de 5a6anmetro se de/ectar3 hasta na di6isin n G $V 4 se debe determinar a corriente A en ameres; corresondiente a a di6isin n donde se ha osicionado a a58a. *ara eo se eCamina a cr6a de a corriente H de circito en /ncin de n, donde a 6ariabe deendiente es e nImero de di6isiones n de a a58a de 5a6anmetro. omo se obser6a e 6aor de H cando n ! $V; es H HmaC ;e 6aor de H ara n nImero de di6isiones n di/erente de $V; se obtiene de a /i5ra 1; conH maC K H K 0 . *or o tanto H n H"E H maC ) restado anterior se /ndamenta en a deendencia de H ineamente con n, es decir; a escaa de amermetro es inea.
3( PR$CD%,%+T$ Dise4o y cons!rucci.n de un a/"er0/e!ro: 'nstae e circito ara determinar os ar3metros de 5a6anmetro e se e sministra: H maC , g ,"y ten5a en centa s nImero m3Cimo de di6isiones $V ; marca 4 caractersticas. acar anaticamente e 6aor e debe tener a resistencia shnt " h; emeando a ecacin *
* • ' •
^
2C./o /edir la /a1ni!ud de una resis!encia el#c!rica
cuaci.n '( %esistencia shnt
i9rM
)n n hmetro serie e ran5o de resistencias sscetibes de medicin est3 restrin5ido or e 6aor de a resistencia serie # ; a ca 8e5a e ae de resistencia imitadora de corriente; e se cooca en serie con n instrmento e 5a6anmetroE a /in de rote5ero; or o tanto; # en éste caso; no debe ermitir e aso de na corriente ma4or e a de ena escaa I pe
)i1ura 3( on/i5racin hmetro sin resistencia
) hmetro serie es n instrmento en
c4o interior se encentran onectados en serie os si5ientes eementos: na /ente de 6ota8e $, na resistencia imitadora # 4 n 5a6anmetro % con s resecti6a resistencia g ta como se istra en a /i5ra 2N A 4 B son os terminaes de hmetro serie diseOado en esta r3ctica eCerimenta. *ara medir na resistencia desconocida & conéctea entre os terminaes A 4 B; a & es a resistencia e se 6a a medir; e H es a corriente e circa or e circito.
*ara con6ertir e 5a6anmetro % en n amermetro con n ran5o e mida: desde 0;0 hasta '( mA cando circe na corriente or é. R K aw cu
Fi5ra <.
o n/ i5 r ac i n ci rc i to a m e r m et ro a ra 6a o re m a4 or e a ' m aC
'nstae e circito de a /i5ra < con a resistencia de shnt cacada en sh anteriormente; en araeo con e 5a6anmetro 4 6are # hasta e a a58a en a escaa de 5a6anmetro se de/ecte a s 6aor m3Cimo. ando esto ocrra a corriente tota e circa or e amermetro diseOado or sted en esta ractica debe ser m3CimoE de 10 miiamere )mA*. )n a /i5ra < os ntos 4 L deimitan a a derecha e amermetro diseOado %eme6a e 5a6anmetro 4 a resistencia shnt 4 mida a corriente tota e asa or e circito; sando no de os amermetros Le4bod; comare éste 6aor con o con e medido or sted en e nmera anterior. Los rocesos anteriores ara ne6os ran5os 4 escaas de medidas; desde: 0;0 hasta 1= mA ...desde 0;0 hasta 20 mA, otro ran5o s5erido or e ro/esor o ermitido or e instrmento.
DiseOo 4 constrccin de n hmetro serie )mee os ar3metros de 5a6anmetro 4a encontrados e instae e circito de a /i5ra @
)i1ura 5( on/i5racin hmetro
Dnde: Fes na ia de 6otios en ben estado o na /ente de D 6ariabe iniciamente en 0;0 6ot; %
es e 5a6anmetro; # es n restato c4o 6aor de aca es ma4or o i5a a < <00 +. ; & es a resistencia e se desea medir 4 a corriente I & es medida con n amermetro Le4bod. Locaice e nto de 0;0 +. de a escaa de hmetro serie; ara eo na os terminaes A 4 B; 4 a8ste # ara e a a58a de 5a 6anmetr o acance a osicin de ena escaa. Locaice e nto de in/inito resistencia in/initaE de a escaa de hmetro serie; ara eo; seare os terminaes A 4 B; a a58a de 5a6anmetro se bicar3 en a osicin 0;0 de a escaa. Locaice e nto de media escaa de hmetro ara eo conecte éntreos terminaes A 4 B na resistencia & de 6aor t con t !) g #E 4 anote e 6aor de a corriente I & e re5istra e amermetro Le4bod. onecte entre os terminaes A 4 B as resistencias 5a6anmetro ara constrir a escaa de hmetro diseOado nto a nto. *ara eo emee na resistencia 6ariabe de 10 000 +. de < 000 +. se5In sea e 5a6anmetro e se e a sministrado ara a r3ctica 4 ara cada 6aor de & mnimo 10 6aoresE ea e n e a m e r m et r o L e 4 bo d e 6 a o r d e I & resecti6o 4 adem3s re5istre e n corresondiente en a escaa de 5a6anmetro.
& adecadas a s
*ara robar e hmetro diseOado en esta r3ctica e ro/esor e sministrar3 na resistencia & e soo
é conoce 4 os estdiantes in6esti5adores reortar3n e 6aor arro8ado or e instrmento de medida emeando a 5r3/ica de a instrccin anterior 4
éste 6aor se debe comarar con e arro8ado a emear a ecacin *,= *, x ( - - l ) . n cuaci.n 3( Vaor resistencia medida or e hmetro
<. %)#&L$AD!# , D'#'(" )n as si5ientes tabas se eden 6er os datos reco5idos ara e amermetro en as di/erentes escaas de corriente n @ = 7 > 9 11 1< 1= 17 20
' eC. 2;0 mA P0;2 mA 2;= mAP0;2mA <;= mA P0;2 mA @ mAP0;2mA @;= mAP0;2mA =;= mAP0;2mA ;= mAP0;2mA 7;= mAP0;2mA >;= mAP0;2mA 10 mAP0;2mA
'te. 2;0 mA 2;= mA <;= mA @ mA @;= mA =;= mA ;= mA 7;= mA >;= mA 10 mA
Tabla '( *ara ' !mA &E )n e caso de a taba 1 se ede areciar e todos os 6aores tericos 4 eCerimentaes coinciden esto se debe a e toda6a no se ha introdcido a resistencia shnt 4 se midieron bien os ar3metros de 5a6anmetro.
n
' eC.
'te.
<
2;= mA P0;27 mA
2;2= mA
=
@ mA P0;27 mA
<;7= mA
7
=;= mA P0;27 mA
=;2= mA
9
7;= mA P0;27 mA
;7= mA
11
9 mA P0;27 mA
>;2= mA
1<
10;= mA P0;27 mA
9;7= mA
1=
12 mA P0;27 mA
11;2= mA
17
1<;= mA P0;27 mA
12;7= mA
19
1=;= mA P0;27 mA
1@;2= mA
20
1mAP0;27mA
1=mA
Tabla 3( *ara ' 1=mA
)n a taba 2 4a se ede areciar n eeOos errores entre as medidas eso se debe a 6arios ar3metros
amentamos a e ran5o de a medicin de corriente ero mant6imos a escaa de 5a6anmetro as e cada nidad n 6ae m3s 4 no odemos cacar de manera eCacta ciertos 6aores 4a e est3n de e orden de /racciones de n adem3s a amentar e ran5o o e hace e a incertidmbre amente m3s 4 también os errores e se edan dar en a medida de a resistencia shnt. n
' eC.
'te.
<
< mA P0;<= mA
=
= mAP0;<=mA
=mA
7
7;= mA P0;<= mA
7mA
9
9;= mA P0;<= mA
9mA
11
11;= mA P0;<= mA
11 mA
1<
1<;= mA P0;<= mA
1
1=
1=;= mA P0;<= mA
1= mA
17
1>mAP0;<=mA
17mA
19
20mAP0;<=mA
19mA
20
21mAP0;<=mA
20 mA
ohms vs amps
10000 8000
\
c.
|
6000
4000 2000
\ \
-> 0 2 mílíamperíos {mA)
4
m.
6
8
10
12
)i1ura 7( ohms 6s ams de a taba @ ohms vs divisiones (n)
10000 8000
c 1! 6000 .c o 4000 2000
Tabla 6( *ara' 20mA - " - - -- - -- - "- -- -- -- -
A i5a e en a taba 2 en a < se ede areciar errores 4 se e eden atribir a as mismas casas
4
0 # divisiones (n)
10
1#
20
)i1ura 8( ohms 6s di6isiones nE de a taba @
n
' eC.
1
0;= mA
<
1;= mA
=
2;= mA
7
<;= mA
9
@;= mA
Is
11
=;= mA
%
1<
;= mA
1=
7;= mA
17
>;= mA
20
10;= mA
Tabla 5( 3cos de resistencia con hmetro )n a taba @ se ede areciar como a ' con resecto a %C no son roorcionaes esto se debe a a cada de 6ota8e en os eementos anteriores a %C en e circito.
2#
Amps vs divisiones (n) 10
o !a$ &' &2
6 4
1
#
divisiones (n)
)i1ura 9( ams 6s di6isiones nE de a taba 1
<. *%)Q&"$A# -)Cie e si5ni/icado de a eCresin =.1. %H como a cantidad de n es roorciona a a corriente a tener nH" se obtiene n 6aor de 0 a 1 can n" e es
10
1#
canto a a58a est3 a /ina de a escaa da e 'maC ' ero ara nG" se obtienen 6aores de
estio 0;C a mtiicarse con 'maC ba8an roorcionamente e 6aor de
-Rmo se instaa correctamente n amermetro en n circito 4 c3es son as consecencias de na coneCin errnea %H se instaa en serie teniendo en centa s oaridad 4 antes de caier comonente si se iere medir a corriente tota de circito si se iere medir a corriente e asa or n eemento en esec/ico se one antes de este en serie e reaiar na coneCin errnea en araeo ede restar en daOo de amermetro si circa demasiada corriente or este adem3s de n restado errneo si este no se daOa.
-R3 es e 6aor de a resistencia idea de n amermetro 4 eCie é ore
a e en cada comonente ha4 cadas de 6ota8e tanto en %t;; %5 asi a %C e e5a menos 6ota8e e si est6iera conectada directamente 4 como se sabe 'VH% asi cada 6e e sbimos a resistencia esta 6aria a /ata de roorcionaidad 6iene de as 2 cadas de 6ota8e anteriores 5eneradas or %t; 4 %5 e 4a est3n ba8ando a corriente or s mismas. resistencia es con/iabe -R)n é ran5o de 6aores de a escaa de hmetro serie %H en teora e m3Cimo 6aor a medir est3 de/inido or a ecacin 2 ara n %t dado si n 1 obtenemos e m3Cimo 6aor e se odra medir or o ca e ran5o es de 0 a ese 6aor.
%H seria cero ara no crear cadas de tensin 4 as e6itar errores en a medida.
-onste como odra modi/icar s hmetro serie ara medir resistencias m4 eeOas.
-RSé imitaciones r3cticas encentra sted en a constrccin de medidores ara corrientes de 1;0 amere o 6aores ma4ores
%H se odra ba8ar e 6aor de %t ero ara e no se sobrease a m3Cima escaa de 5a6anmetro 4a e asara m3s corriente or este también habr3 e ba8ar e 6ota8e de a /ente as se ede ba8ar e 6aor de %t 4 oder tomar resistencias m3s eeOas.
%H a resistencia shnt debera disminir a 6aores m4 ba8os 4 si esta tiende a cero 4 or a con/i5racin de circito se 5enerara n cortoN -R3 ser3 e error instrmenta de amermetro diseOado ara esta r3ctica or e sb5ro de traba8o %H 4a se cac si5iendo as intrsiones de rimer in/orme de aboratorio 4 a incertidmbre /e incida en as tabas siendo P0;1 mA ; P0;2< mA; P0;<1 mA.ara os ran5os de 10 mA; 1= mA; 20 mA e error instrmenta ara e caso de 10 mA seria T10mAEH100 1.=10EH100 0.1= mA. -onstr4a a 5r3/ica de & en /ncin n ; cantidades asociadas a a escaa con os 6aores obtenidos en a instrccin U=.=.2 itera e; anacea 4 dé s si5ni/icado. %H e comortamiento de a /i5ra 1 est3 i5ado a o descrito en e si5iente nto eor adem3s se ede caer en centa de e as 5r3/icas son casi idénticas 4a e cada n tiene na corriente ' 4 son roorcionaes or o tanto a cr6a es m4 simiar.
-onste cmo /nciona a ancha eéctrica de s casa. %H/nciona m4 simiar a n bombio incandescente hace circar na corriente or na resistencia de m4 oco 6aor or o e a corriente es m4 ata 4 a circacin de os eectores 5enera caor e es e caso de a ancha en a bombia también se 5enera caor ero este no es s so si no como a renitencia se one a ro8o 6i6o emite . -'ntente na eCicacin de a resistencia de cero hmano; s osibe 6ariacin 4 os ries5os e eo encierra. %H e cero hmano tiene mchos eementos or o ca a resistencia ede 6ariar mcho de caso en caso /actores como e nto de contacto; a hmedad; m5re o sciedad en a ie; ni6e de sodio en a san5re 4 tra4ectoria de a corriente; os rie5os de corrientes eéctricas recorriendo e cero son ee6adamente atos 4a e soo se necita ocos amerios ara 5enerar danos a cero 4 miiamerios ara detener e coran. -a5a na 5r3/ica de & contra si5ni/icado. % H e n
I & 4 eCie s
a / i 5 r a
t e e r o
=
e s t a
s e
n o
a r e c i a
e s
e e n t e m 3 s r e s i s t e n c i a m e n o s c o r r i e n
r o o r c i o n a e s t o s e d e b e
-Mediante e cdi5o de coores eCie cmo se reorta e 6aor de na resistencia 4 dé e8emos.
7( R)R+C%AS
*+*, 59(<<<= 7>| A./A i| A./A 2\ +23+A/*,4 2*+&,A.A |
-u/nto resistimos0. 2017E. Investigaci1n y iencia.
%etrie6ed 20 #etember 2017; /rom htt:HH.in6esti5acion4ciencia.esHbo5sHtecnoo5iaH=0H ostsHcnto-resistimos-12>=1 omo se leen los colores de las resistencias 2 Inventadle. 2017E. Inventable. %etrie6ed 20 #etember 2017; /rom
htts:HH.in6entabe.eH201=H0H0@Hcomo-se-een-oscoores-de-as-resistenciasH onectar un amperímetro y otras dudas eléctricas. 2017E. Todoe&pertos. %etrie6ed 20 #etember 2017; /rom
%H Fi5ra >. $aba de cdi5o de coor de resistencias 4 e8emo B3sicamente se ede resmir de a si5Iete manera a rimeras 2 bandas nos dan os 2 rimeros d5itos de a resistencia a tercera nos da or canto ha4 e mtiicar estos 6aores 4 a carta nos dice a toerancia de esta e tanto esta eden osciar desde s 6aor annciadoE e8emo na resistencia de <<0 +. seria naran8a
htts:HH.todoeCertos.comHcate5oriasHciencias-ein5enieriaHin5enieriaeectricaHresestasH9@>0<Hconectar-n-amerimetroaccidentamente-en-araeo-4-otras-ddas-eectricas 3ediciones eléctricas 4 $oltímetros, amperímetros, 1hmetros, instrumental de lectura directa. 2017E. "apiensman.com. %etrie6ed 20 #etember 2017;
/rom htt :HH. saiensman. comHeectrotecniaHrobemas< 0 .h tm
5( C$+C;*S%$+S & s a m o s n 5 a 6 a n m e t r o 4 o c o n e
c t a m o s e n 6 a r i o s c i r c i t o s e n o s e r m i t i m e d i r d i / e r e n t e s r
a n 5 o s d e a m e r a 8 e a r b i t r a r i o s 5 r a c i a s a a s / r m a s d a d a s . $ a
m b i é n e s t e m i s m o n o s e r m i t i r e a i a r n h m e t r o e n s e r i e e
& s a m o s o s c o n c e t o s a r e n d i d o s e n e i n / o r m e 1 a r a c a c a r
a i n c e r t i d m b r e d e m t m e t r o c o n s t r i d o o r e 5 r o 4 a
r e c i a m o s c o m o e n i 6 e d e a r e c i a c i n d e n d i s o s i t i 6 o e d e
5 e n e r a r 6 a r i a c i o n e s m e n o r e s e n c o n t r a s t e c o n o s d a t o s t e r i
$ a m b i é n s e e d o a r e c i a r d e b i d o a n o s e r r o r e s d r a n t e a e C
e r i m e n t a c i n
a r a m e n t o s d e
a
o s
i m o r t a n c i a
c o m o n e n t e s
d e
d e
t o m a r
n
4 6 e r i / i c a r t o d o s o s
c i r c i t o * a r a e s e a 8 s t
e n o m 3 s o s i b e a o t e r i c o a r a o b t e n e r d a t o s c o r r e c t o s
* d i m o s a r e c i a r c o m o a s c o r r i e n t e s e d i s t r i b 4 e n o r d i / e r e
n t e s m a 4 a s e n n c i r c i t o e é c t r i c o
e r i d a d a r a c a c a r a c o r r e n t i e e n
4 a r o 6 e c h a m o s e s t a r o s
e c i r c i t o d e a m e r m e
t r o .