UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE: ING. DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE: INGENIERÍA INGENIERÍ A ELÉCTRICA FACULTAD DE: ING.ESCUELA DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS ESCUELA DE: INGENIERÍA ELÉCTRICA
TEMA: “DISEÑO, AMPLIACION Y CONSTRUCCION DE UN VOLTIMETRO DE DC”
PROPIO A: Parrillo Gutiérr! "ria# $o%ué
C&U&I& :
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DOCENTE: I#-& E.rai# /ui%0
GRUPO:
“A” Lu#% 1 234a5
CURSO: La6& M1i1a% Elé7tri7a%
ARE/UIPA3PERU '()8
I&3O"$ETIVO: Convertir un mecanismo de medición en un voltimetro de diferentes rangos.Diseñar y comprobar experimentalmente el valor de las resistencias multiplicadoras necesarias para construir el voltimetro de diferentes rangos.
II&3MARCO TE9RICO: El instrumento más utilizado para medir la diferencia de potencial (voltaje es un galvanómetro que cuenta con una gran resistencia unida en serie a la bobina. Cuando se conecta un medidor de este tipo a una bater!a o a dos puntos de un circuito el"ctrico entre los #ue existe una diferencia de potencial$ circula una cantidad reducida de corriente (limitada por la resistencia en serie a trav"s del medidor. %a corriente es proporcional al voltaje$ #ue se puede medir si el galvanómetro se calibra para ello. Cuando se usa el tipo adecuado de resistencias en serie$ un galvanómetro sirve para medir niveles muy distintos de voltajes. El instrumento más preciso para medir una fuerza electromotriz es el potenciómetro$ #ue mide esta magnitud al compararla con una fuerza electromotriz variable y de valor conocido$ opuesta a la #ue se #uiere medir. &ara medir voltajes de corriente alterna se utilizan medidores de alterna con alta resistencia interior$ o medidores similares con una fuerte resistencia en serie. %os demás m"todos de medición del voltaje utilizan tubos de vac!o y circuitos electrónicos y resultan muy 'tiles para acer mediciones a altas frecuencias. )n dispositivo de este tipo es el voltímetro de tubo de vac!o. En la forma más simple de este tipo de volt!metro se rectifica una corriente alterna en un tubo de diodo y se mide la corriente rectificada con un galvanómetro convencional. *tros volt!metros de este tipo utilizan las caracter!sticas amplificadoras de los tubos de vac!o para medir voltajes muy bajos.
III&3ELEMENTOS A UTILIAR: • • • • •
+, -iliamper!metro de c.c. de ,+m +, mult!metro digital(/olt!metro patrón 0esistencias de diferentes valores. +, fuente rectificadora. Conductores de conexión.
;Cir7uito Ar5a1o # La6& D 51i1a% El7tri7a%<
IV&3PROCEDIMIENTO DE E$ECUCI9N:
Rango de 50 V n=909 Rmn=5K
N= 1 51i1a
V 0atro#
i5
V>iR
V#
, 4 6 1
12.2 / 1+., / 6+.+ / 4+.+ /
,+.+ m 5.+ m 7.+ m 1.+ m
13.4 m/ 63.2 m/ 45.8 m/ ,2.+ m/
12.5 / 1+.+ / 6+., / 4+., /
Rango de 100 V n=1818 Rmn=10k
N=1 51i1a
V 0atro#
i5
V>iR
V#
, 4 6 1
22.2 / 32.2 / 7+., / 1+.+ /
,+.+ m 5.+ m 7.+ m 1.+ m
13.6 m/ 65.+ m/ 45.1 m/ ,5.2 m/
,++., / 5+.1 / 7+., / 1+.+ /
V&3CUESTIONARIO:
,
9En #ue consiste el sistema de medición de bobina móvil o movimiento de D:rsonval utilizado en los /oltimetros de c.c.;
Consiste en un galvanómetro que cuenta con una gran resistencia unida en serie a la bobina . Cuando se conecta
un medidor de este tipo a una bater!a o a dos puntos de un circuito el"ctrico entre los #ue existe una diferencia de potencial$ circula una cantidad reducida de corriente (limitada por la resistencia en serie a trav"s del medidor. %a corriente es proporcional al voltaje$ #ue se puede medir si el galvanómetro se calibra para ello.
4
djunte los diseños de todos los rangos de volt!metros #ue diseño y expli#ue el procedimiento de cálculo.
V=r*in Vn<=ension max #ue deseamos alcanzar 0< resistencia interna del voltimetro 0mnn
n
/n<8+ v<+.+88 r<8.8 omios v<,+m@8.8omios<+.+88voltios 0mn<(8+?+.+88A,+m< 5000=5k
6
9Cuál es la función de las resistencia en serie o multiplicadoras y #ue caracter!sticas deben cumplir;.
Bu función es la de determinar el rango del voltimetro es decir calibrar para #ue rango esta diseñado y debe cumplir con las sgtes. ormulas
Rmn=(n-!"#
1
n=Vn$V
9u" precauciones debe tener para el uso del /oltimetro analogico;
-irar la escala a la #ue se esta trabajando $ya #ue si es analógico el voltimetro entonces la aguja se puede descalibrar por no estar en la escala correcta y luego me malogra el instrumento de medición. *tro punto a tomar en cuenta es poner el voltimetro en paralelo si es un instrumento convencional con resistencia interna muy grande.
8
90ealice un análisis del efecto de carga #ue tienen las resistencias utilizadas en el circuito;
El efecto de carga de las resistencias usadas tiene #ue ver con lo calculado teóricamente para #ue asi podamos calibrar y saber a #ue rango vamos a trabajar y cuales van a acer nuestras limitaciones
7
0ealice en forma tabulada una comparación entre los valores obtenidos por /patron y el voltimetro #ue a sido diseñado. Encuentre los errores
Rango de 50 V n=909 Rmn=5K
V 0atro#
V>iR
Error a6%oluto
Error rlati?o
12.2 / 1+., / 6+.+ / 4+.+ /
13.4 63.2 45.8 ,2.+
4.3 4.4 ,.8 ,.+
8.1F 8.8F 8.+F 8.+F
VI&3O"SERVACIONES Y CONCLUSIONES: Cuando se conecta un medidor de este tipo a una bater!a o a dos puntos de un circuito el"ctrico entre los #ue existe una diferencia de potencial$ circula una cantidad reducida de corriente (limitada por la resistencia en serie a trav"s del medidor. %a corriente es proporcional al voltaje$ #ue se puede medir si el galvanómetro se calibra para ello %as valores idales se aproximan a los valores prácticosG pero nunca serán iguales. %a calibración de los instrumentos de medición y la observación del #ue realiza la medición tine #ue ver muco en los datos practicos para #ue los resultados teóricos y practicos se aproximen entre ellos. En la gu!a nos indicaba trabajar con , y 6 Gpero la fuente con la #ue dispon!amos no llegaba para tener en el circuito 6 por lo #ue trabajamos para asegurarnos con ,.8 Debemos evitar #ue en el armado del circuito se utilicen mucos cables o mucos contactos$ya #ue esto implica una resistencia adicional a los datos tomados y si trabajamos en escala pe#ueñas esto afectar!a relativamente.
