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CAPITULO VI AMPERIMETRO, VOLTIMETRO, OHMETRO y MULTIMETRO

6.1 INTRODUCCION. En el Capítulo V estudiamos uno de los dispositivos más útiles para detectar el paso de una corriente por un circuito: El galvanómetro de D'Arsonval. Ahora bien, debido a la poca capacidad de corriente de este instrumento, sólo lo podemos utilizar en su forma original en casos muy específicos, donde las corrientes quetengamos que medir sean muy pequeñas. En vista de lo anterior podemos plantearnos la siguiente pregunta: ¿En qué forma se pueden ampliar las posibilidades de medición de este dispositivo, para incluirlo en distintos tipos de circuitos y sistemas de medición?. La respuesta a esta interrogación la encontramos en dos configuraciones circuitales sumamente sencillas: El divisor de corriente y el devoltaje. Vamos a estudiar a continuación en qué forma podemos utilizarlas para poder fabricar con el galvanómetro que tenemos a nuestra disposición amperímetros, voltímetros, y óhmetros cuyos rangos de medición se ajusten a nuestras necesidades.

6.2 AMPERIMETRO DC. 6.2.1.- Diseño. El diseño de un amperímetro DC capaz de medir corrientes dentro de un rango específico, se basa en la utilización deun divisor de corriente, como el mostrado en la Figura 1. En el nodo A la corriente i se divide en dos: i1 e i2. Por ley de Kirchhoff se tiene que cumplir: i = i 1 +i2 además VAB = i1R 1 = i2R 2 (6.2) (6.1)

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Fig. 1.- Divisor de Corriente.

De las dos ecuaciones anteriores podemos deducir las siguientes relaciones: i1 = i2 = R2 i R1+ R2 R1 i R1+ R2 (6.3)

(6.4)

Vamos a aplicar esteprincipio a nuestro diseño. Supongamos que disponemos de un galvanómetro cuya corriente máxima es Im y cuya resistencia interna es Ri, y queremos construir con él, un amperímetro capaz de medir una corriente I, donde I>Im. Si colocamos el galvanómetro en una de las ramas de un divisor de corriente, obtenemos la configuración mostrada en la Figura 2.

Fig. 2.-Galvanómetro en Divisor de Corriente:Amperímetro.

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donde: Im = por lo tanto: R1 = Ri Im I − Im (6.6) R1 I R1+ Ri (6.5)

Para diseñar un amperímetro capaz de medir corrientes entre 0 e I Amp. a partir de un galvanómetro cuya corriente máxima es Im y cuya resistencia interna es Ri, conectamos en paralelo con dicho dispositivo una resistencia de valor R1, calculado de tal forma que cuando la corriente incidente en elinstrumento sea I, la que circule por el galvanómetro sea Im. Con esto obtenemos un instrumento cuya corriente máxima es I y cuya resistencia interna es Ri en paralelo con R1. 6.2.2.- Forma de conexión. Para que un amperímetro DC indique el valor de una corriente, debe circular por él dicha corriente, por lo tanto debemos conectar el amperímetro en serie dentro del circuito en el que deseamos realizar lamedición, con la polaridad correcta. Por ejemplo, si queremos determinar la corriente que circula por el circuito mostrado en la Figura 3, debemos conectar el amperímetro de la forma indicada en la Figura 4. Antes de conectar un amperímetro en un circuito debemos estimar el valor aproximado de la corriente que circula por el mismo, ya que en caso de que ésta sea superior a la máxima corriente quepuede detectar el instrumento, podemos dañarlo.

Fig. 3.- Circuito bajo medición

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Fig. 4.- Conexión del amperímetro en el circuito bajo medición Otro factor que debemos tener en cuenta al conectar un amperímetro es el valor de su resistencia interna. Si dicho valor es comparable o mayor que el de las resistencias del circuito, la introducción del instrumento altera en forma apreciableel valor de la resistencia total y por lo tanto el de la corriente, por lo que la medida realizada de esta forma se aleja mucho del valor que tenía la corriente antes de introducir el instrumento en el circuito.

Fig. 5.- Circuito con resistencias comparables a la del amperímetro.

Fig. 6.- Amperímetro en el circuito anterior.

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Por ejemplo, si en el circuito mostrado en la Figura 5,...
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