Kokokokok

Capítulo 5

primera parte Construcción de un amperímetro (2 horas) Segunda parte Construcción de un óhmetro serie (2 horas)

:: OBJETIVOS [5.1]

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Convertir un galvanómetro en un medidor de corriente de alcance más alto que el de su propia corriente máxima (amperímetro). Verificar experimentalmente el valor de la Resistencia shunt Rsh necesaria para convertir el galvanómetro en unmedidor de corriente de un alcance especificado. Convertir un galvanómetro en un óhmetro serie ( medidor de resistencias en un rango especificado), conectando en serie el galvanómetro con una fuente de voltaje y una resistencia. Calcular analíticamente el valor de la resistencia serie necesaria para construir un óhmetro con el cual se pueda medir resistencias en un rango específico y ademáslocalizar cortocircuitos e identificar componentes “abiertos”.

:: PREINFORME [5.2]

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Explique cual es la función de la resistencia Rl , en el circuito de la figura 5.1. Deduzca la ecuación 5.2. Obtenga la ecuación 5.5. ¿Discuta que papel juega una resistencia en un circuito eléctrico.? ¿Explique que es un cortocircuito y que es un circuito abierto? Consulte en que consiste laresistencia eléctrica del cuerpo humano.

:: EQUIPOS Y MATERIALES [5.3] • • • • • Un galvanómetro Cenco, Pasco, u otro disponible. Reóstatos Phywe, diferentes valores nóminales. Pila comercial de 6V en buen estado o fuente de alimentación variable Phywe de corriente continua DC. Amperímetro análogo Pasco o Phywe. Multímetro Fluke.

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10 conductores.

:: MARCO TEÓRICO [5.4] Capitulo 5 primeraparte Construcción de un amperímetro [5.4.1]:. Si en un circuito, como el de la figura 5.1 la corriente que interesa medir es menor que Imax , no es necesaria la introducción de la resistencia shunt Rsh .

Figura 5.1

Para esta situación la aguja del galvanómetro se deflectará hasta una división n ≤ N y se debe determinar la corriente A en amperes, correspondiente a la división n donde se haposicionando la aguja. Para ello se examina la curva de la corriente I del circuito en función de n , donde la variable dependiente es el número de divisiones n de la aguja del galvanómetro. Como se observa el valor de I cuando n = N , es I = I max ,el valor de I para un número de divisiones n diferente de N , se obtiene de la figura 5.2, con I max > I > 0 .

Figura 5.2

De la figura 5.2 porsemejanza de triángulos se deriva la siguiente expresión:
I =

n N

I max

(5.1)

El resultado anterior se fundamenta en la dependencia de I linealmente con n , es decir, la escala del amperímetro es lineal. ¿Cómo medir una corriente mayor que I max ? [5.4.2]:. Si la corriente de interés o que se desea medir supera el parámetro I max , es imprescindible la intercalación de una resistenciapuente denominada resistencia shunt Rsh como se muestra en la figura 5.3.

Figura 5.3

Una inspección cuidadosa de la figura 5.3 evidencia que si I crece y dado I g no puede superar el valor de I max , I sh debe aumentar y que por lo tanto Rsh debe disminuir. Se debe establecer una relación cuantitativa que permita calcular el valor de Rsh para cada I especificado asi: como I = I g + I sh yademás I g x Rg = I sh x Rsh entonces Rsh =

(I − I )
g

Rg I g

(5.2)

:: PROCEDIMIENTO [5.5]

Diseño y construcción de un amperímetro [5.5.1]:. a. Instale el circuito para determinar los parámetros del galvanómetro que se le suministra: I max , Rg , S y tenga en cuenta su número máximo de divisiones N , marca y características. b. Calcular analíticamente el valor que debe tener laresistencia shunt Rsh , empleando la ecuación 5.2, para convertir el galvanómetro G en un amperímetro con un rango que mida: desde 0,0 hasta 1,0 mA , (no olvide que1,0 mA es el máximo valor que puede registrar el amperímetro diseñado) cuando circule una corriente por él.

Figura 5.7

c.

Instale el circuito de la figura 5.7 con la resistencia de shunt Rsh calculada en el literal anterior, en...