Multimetro

PREPARATORIO

Estudio del Multímetro

En este capitulo estudiaremos 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 que tengamos que medir sean muypequeñas.

1.- Amperímetro

1.1.- Diseño
El diseño de un amperímetro DC capaz de medir corrientes dentro de un rango específico, se basa en la utilización de un 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 = i1 +i2
A demás
VAB = i1R1 = i2R2

De las dos ecuaciones anteriores podemosdeducir las siguientes relaciones:
i1 R2R1R2i
i2 R1R1R2i
Vamos a aplicar este principio 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.

Donde:
Im R1R1RiI
Por lo tanto:
R1 Ri ImI Im
Para diseñar un amperímetro capaz de medir corrientes entre 0 e I [A] 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 corrienteincidente en el instrumento 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.

1.2.- 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 elque deseamos realizar la medición, 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 ala máxima corriente que puede detectar el instrumento, podemos dañarlo.

2.- VOLTIMETRO
2.1.- Diseño.
El diseño de un voltímetro DC capaz de medir voltajes dentro de un rango específico, se basa en la utilización de un divisor de voltaje, como el mostrado en la Figura 10.

En dicho circuito, a corriente que circula por ambas resistencias es la misma, por lo tanto se cumple:
V = i R1 + i R2V = (R1 + R2) i
Pero
V1 = i R1 => i  V1 / R1
V R1R2R1) V1
De donde
V1R1R1R2) V
Vamos a aplicar este principio al diseño de un voltímetro.
El galvanómetro tiene una resistencia interna Ri y una corriente máxima Im, debido a esto el voltaje máximo entre los extremos del mismo es Vmax = Ri Im. Si queremos diseñar un voltímetro capaz de detectar entre sus terminalesvoltajes hasta de E voltios (donde E>Vmax) debemos conectar en serie con el galvanómetro una resistencia R1, como se indica en la Figura 11.

El valor de R1 debe ser tal que:
Vm Ri Im RiR1Ri) E

Por lo tanto:
R1 E Ri ImIm
Con esta configuración tenemos un instrumento que marca máxima escala cuando el voltaje entre sus terminales es E.

2.2.- Conexión del voltímetro
Paraque un voltímetro DC indique el valor de un voltaje, debe existir dicho voltaje entre sus terminales, por lo tanto tenemos que conectar el voltímetro en paralelo con el elemento al que queremos determinarle su voltaje con la polaridad adecuada.



Por ejemplo, si deseamos medir el voltaje existente entre los terminales de la resistencia R2 del circuito mostrado en la Figura 12, debemos...