CONSTRUCCIÓN DE UN AMPERÍMETRO Y UN ÓHMETRO SERIE A PARTIR DE UN GALVANÓMETRO
JOAN ALBEIRO RÍOS QUINTERO
ING. GUSTAVO ADOLFO OSPINA TORRES
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS LABORATORIO DE FÍSICA II GRUPO 4 PEREIRA
EQUIPOS Y MATERIALES
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Un galvanómetro Cenco, Pasco, u otro disponible. Reóstatos Phywe, diferentes valores nominales. Pila comercial de 6V. Amperímetro análogo Pasco o Phywe. Multímetro Fluke. 10 conductores.
PROCEDIMIENTO 1. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN AMPERÍMETRO a. Instalamos el circuito para determinar los parámetros del galvanómetro que se le suministra: I MAX , R g , S teniendo en cuenta su número máximo de divisiones N, marca y características.
b. Calculamos analíticamente el valor que debe tener la resistencia Shunt RSH ,
empleando la ecuación R SH =
R g I g
( I − I g )
para convertir el galvanómetro G en un amperímetro que mida: desde 0 hasta 1 mA, cuando circule una corriente por él. c. Instalamos el circuito de la figura 5.7 con la resistencia de Shunt R SH calculada en el literal anterior, en paralelo con el galvanómetro y variamos Rt hasta que la aguja en la escala del galvanómetro se deflecte su valor máximo. Cuando esto ocurra la corriente total que circula por el amperímetro diseñado en esta práctica debe ser (máximo) de 1 miliAmperio (mA). En la figura 5.7 los puntos C y L delimita a la derecha el amperímetro diseñado. d. Removimos el galvanómetro y la resistencia Shunt y medimos la corriente total que pasaba por el circuito, usando uno de los amperímetros Leybold. Comparamos este valor con el medido en el numeral anterior.
e. Repetimos los dos numerales anteriores para nuevas escalas de medidas, desde: 0 hasta 2 mA ... desde 0 hasta 10 mA.
2. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN ÓHMETRO SERIE. a.
Instalamos el circuito:
Donde: V es una pila de 6 voltios, G es el galvanómetro, R t es un reóstato cuyo valor de placa es mayor o igual a 3300 ohmios, R x es la resistencia que se desea medir y la corriente I x es medida con un amperímetro Leybold. b. Localizamos el punto de 0 ohmios de la escala del óhmetro serie; para ello unimos los terminales A y B, y ajustamos R t para que la aguja del galvanómetro alcanzara la posición de plena escala. c. Localizamos el punto de infinito (resistencia infinita) de la escala del óhmetro serie; para ello separamos los terminales A y B, la guja del galvanómetro la ubicamos en la posición 0 de la escala.
d. Localizamos el punto de media escala del óhmetro; para ello conectamos entre los terminales A y B una resistencia R x de valor R t = (Rg + Rt ) y anotamos el valor de la corriente I x que registra el amperímetro Leybold.
e. Conectamos entre los terminales A y B las resistencias R x adecuadas a el galvanómetro para construir la escala de óhmetro diseñado punto a punto. Para ello empleamos una resistencia variable de 10000 ohmios según el galvanómetro que se nos suministró para la práctica; para cada valor de R x (mínimo 10 valores) leímos en el amperímetro Leybold el valor de I x respectivo y además registramos el n correspondiente en la escala del galvanómetro. Hicimos una tabla de datos con esta información.
DATOS DEL NUMERAL 1 Ig = 0.52 mA Rg= 32,0 Ω I = A variable Si
I1 = 2 mA
⇒
R SH
R SH
=
=
I g R g I − I g
0.52mA * 32.0Ω 2mA − 0.52mA
= 11.24Ω
I Calculado (mA)
Rsh (Ω)
I Amperímetro (A)
Error
2 5
11,24 3,71
2,2 5,0
0,2 0,0
DATOS DEL NUMERAL 2 Rl= 3530,0 Ω Rg= 32,0 Ω Rt=Rl+Rg= 3562,0 Ω N= 50
N 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Rx
Rx (Ω) Calculada ∞
N = Rt − 1 n
Rx (Ω) Experimental
Ix (mA)
N.D. N.D. N.D. 9610 6310 4260 2807 1838 1119 507 0
0,16 0,20 0,25 0,30 0,36 0,40 0,46 0,53
32058,0 14248,0 8311,3 5343,0 3562,0 2374,7 1526,6 890,5 395,8 0
ANÁLISIS DE DATOS 1. Explique el significado de la expresión: I =
n
I max N
R/ La intensidad de corriente I es directamente proporcional al número de divisiones escogidas aleatoriamente y a la intensidad de corriente en el máximo de divisiones del galvanómetro, e inversamente proporcional al número de divisiones máximo de dicho galvanómetro.
2. ¿Qué limitaciones prácticas encuentra usted en la construcción de medidores para corrientes de 1 amperio o valores mayores? R/ Las limitaciones que nosotros encontramos se basan principalmente en que los implementos del laboratorio no son adecuados para medir grandes intensidades de corriente, además se encuentran muy descalibrados y su lectura no es muy fidedigna.
3. Determine el error porcentual entre las corrientes medidas con el amperímetro Leybold y las corrientes medidas con el amperímetro que usted ha diseñado.
Ip o Imáx (mA) 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52
n
Ix Ix Experimenta Calculada l N (mA) (mA)
15 20 25 30 35 40 45 50
50 50 50 50 50 50 50 50
0.16 0.21 0.26 0.31 0.36 0.42 0.47 0.52
0.16 0.20 0.25 0.30 0.36 0.40 0.46 0.53
Error (mA) 2.50% 4.00% 4.00% 4.00% 1.11% 4.00% 1.74% 1.89%
4. ¿Cuál será el error del amperímetro diseñado por usted? R/ El error de calibración se da debido a la falta de precisión del galvanómetro y demás instrumentos utilizados. El amperímetro tiene un error de calibración del orden de 2.90%
5. Haga una gráfica de R X contra IX . Rx contra Ix 9000,0 8000,0 7000,0 6000,0 x 5000,0 R 4000,0 3000,0 2000,0 1000,0 0,0 0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
Ix (mA)
0,40
0,45
0,50
0,55
6. ¿En qué rango de valores de resistencia es confiable la escala de óhmetro serie? R/Los valores del óhmetro serie más confiables están entre 0 y 10000Ω ya que aquí podemos observar mejor los datos de medición.
