Resistencia Interna De Un Voltimertro Y De Un Amperimetro

VOLTÍMETRO Y AMPERÍMETRO. MEDIDA INDIRECTA DE RESISTENCIAS



OBJETIVO: Determinar la resistencia interna de un voltímetro y la de un amperímetro.
Medir resistencias, seleccionando el montaje adecuado, y estimar el error de la medida.

MATERIAL: Fuente de alimentación (5V). Voltímetro. Amperímetros. Resistencias. Conductores para conexión.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Un voltímetro es aquelaparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Para efectuar la medida el voltímetro ha de colocarse en paralelo. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de latensión. Por ejemplo en la figura, la diferencia de potencial que mide sería la de VA-VB

Los voltímetros reales tienen una resistencia interna RV finita y, por ello, al colocar el voltímetro en paralelo con la resistencia R, la intensidad I se bifurca y circula IR por la resistencia R e IV por el voltímetro. La diferencia de potencial que medimos es, por tanto:
VA-VB⃒medida=IRR Siendo:IR=RVR+RVI IV=RR+RVI
Si la resistencia interna del voltímetro es mucho mayor que R (RV >> R), RV+ R  RV, por tanto: IR  I; IV  0.

Un amperímetro, es un instrumento destinado a medir la intensidad de la corriente eléctrica que recorre una rama dada de un circuito. Para efectuar la medida es necesario que toda la intensidad de la corriente circule por elamperímetro, por lo que éste debe colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente. El amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible con la finalidad de evitar una caída de tensión apreciable.

Los amperímetros reales siempre tienen una resistencia interna RA que debe tener un valor pequeño. En el circuito de la figura, al conectar el amperímetro en serie con laresistencia R, su lectura es la intensidad I:
I=εR-RA

Si RA << R, el valor de la intensidad:
I≅εR

Es aproximadamente igual al valor de la intensidad que circularía por la resistencia si no se hubiera conectado el amperímetro.
Medida indirecta de resistencias: montaje largo y montaje corto
Para medir una resistencia mediante la ley de Ohm, se necesita un voltímetro y unamperímetro. Como amperímetro utilizaremos uno analógico y como voltímetro, uno digital. Ambos introducen un error accidental en diferente cuantía. Pero hemos medido su resistencia interna y podemos corregirlo en su mayor parte. Según se conecte el voltímetro y amperímetro, se tiene dos configuraciones posibles, el montaje largo y el montaje corto, que se muestra en las figuras:

Montajelargo Montaje corto

En el montaje largo, el amperímetro lee exactamente la intensidad que atraviesa la resistencia, pero el voltímetro no lee la diferencia de potencial en los extremos de la resistencia sino la del conjunto serie de la resistencia y el amperímetro.
Con el montaje largo, la medida experimental que se obtiene no es el valor de la resistenciasino la suma de ésta y la resistencia interna del amperímetro.

R=VI-RA=Rmedida –RA
O bien:
R=Rmedida 1-RARmedida
El error relativo que se obtiene debido a la resistencia interna del amperímetro se calcula mediante:
εr=100RAR%
Como depende de RA/R, este circuito de medida resulta adecuado si R >> RA.
En el montaje corto es el voltímetro el que realiza la medida correcta, pero eneste caso el amperímetro no mide la intensidad que pasa por R sino la intensidad total del circuito, que es la suma de las intensidades que circulan por la resistencia y el voltímetro. En este caso la resistencia medida coincide con la asociación en paralelo de la resistencia R y la resistencia interna del voltímetro (RV).

R=Rmedida 1+Rmedida RV
εr=100Rmedida RV%
En montaje corto, cuando la...