Dispositivos Electrónicos 1

U.N.M.S.M

U.N.M.S.M

Facultad de Ing. Electrónica,

Facultad de Ing. Electrónica,

Eléctric

Eléctrica y

a y T

Telecom

elecomunicacio

unicaciones

nes

A

Ap

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Electronico

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INST#UME

INST#UMENT

NTAI$N !E

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$##IENTE $NTINUA

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n

n

Entrega

Entrega

Numero

Numero

(

()

)**+

+(

(**(

(

 -

-(

(**+

+(

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(



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

rru

up

po

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/

/rro

o%%e

esso

orr

Ing. 0uis /aretto

Ing. 0uis /aretto

1.

$NTENI!$ !E INF$#ME FINA0

I. $23ETI4$S

II. INT#$!UI$N TE$#IA

III. MATE#IA0 5 E1UI/$ UTI0I6A!$

I4. /#$E!IMIENT$

4. !AT$S $2TENI!$S*INTE#/#ETAI$N

4I. UESTI$NA#I$ FINA0. !ESA##$00$

4II. $N0USI$NES 5 #E$MEN!AI$NES

INST#UMENTAI$N !E $##IENTE

$NTINUA

$23ETI4$S7

• onocer los errores 8ue se producen al utili'ar ciertos instrumentos como el

"olt9metro, mult9metro, miliamper9metro, micro amper9metro.

• !eterminar todos los errores 8ue se ocasionan en el circuito

INT#$!UI:N TE:#IA7

E##$#ES EN 0A ME!II:N !E MANITU!ES E0;T#IAS

En corriente continua, las principales magnitudes eléctricas a ser medidas son7 "olta<e, intensidad de corriente, resistencia y potencia. /ara la medición de estas magnitudes eléctricas se usan los siguientes instrumentos.

El voltímetro: el "olt9metro es un instrumento 8ue sir"e para medir "olta<es. onsta

de un sistema de agu<a de de=e>ión por bobina mó"il conectado en serie con una resistencia de alto "alor.

El "olt9metro se conecta en paralelo entre los dos puntos 8ue se desea conocer el "olta<e. El error 8ue el "olt9metro introduce por e%ecto de la medición puede ser determinado si se conoce la sensibilidad del instrumento y la escala del "olta<e seleccionada.

Si tenemos el siguiente circuito

4-? VR2  R1+ R2 4@ -? VR2  R1 + R 2 + R1 R 2  RV 

E"? 4-*4@-? VR2  R1+ R2  * VR2  R1 + R 2+ R1 R 2  RV 

El amperímetro: el amper9metro es un instrumento 8ue

sir"e para medir corrientes. onsta de un sistema de agu<a de de=e>ión por bobina mó"il conectado en paralelo con una resistencia s&unt de ba<o "alor.

El amper9metro se conecta en serie en la l9nea del circuito donde se desea conocer la intensidad de corriente. El error 8ue el amper9metro introduce en el circuito por e%ecto de la medición puede ser determinado si se conoce la sensibilidad del instrumento la resistencia interna del medidor del amper9metro y la escala de corriente seleccionada.

Si tenemos el siguiente circuito

I? V   R I@_? V   R+ RA

El error introducido por el amper9metro7 EA? I* I@?

V   R−

V   R+ RA

MATE#IA0 5 E1UI/$ UTI0I6A!$

una %uente de corriente continua ca<a de décadas de resistencias un "olt9metro de corriente continua un miliamper9metro

un micro amper9metro cables y conectores

un mult9metro analógico

resistencias7 B , (+ B.C+ B,(.D B,.D B, ((DB, CDB y (++ DB

/#$E!IMIENT$

(. Medir resistores en el o&m9metro, llenar la tabla (.

-. !eterminación del error 8ue por e%ecto de carga produce un "olt9metro.

a. Armar el siguiente circuito7

b. !eterminar teóricamente el "olta<e 8ue deber9a medir el "olt9metro sin

e%ecto de carga.

c. onectar el "olt9metro segGn se muestra en la Hgura (. Seleccionar la

escala ms apropiada para poder

leer

el "olta<e medido con la mayor

claridad posible. Anotar este

"alor

d. ambiar de escala en el

"olt9metro a un rango superior.

Anotar este "alor medido por el

"olt9metro.

e. ambiar los "alores de las resistencia a +D B y (++D B

respecti"amente. #epetir el procedimiento anterior y comparar los

resultados obtenidos.

%. alcular el error debido al "olt9metro conociendo la sensibilidad* de este.

omparar estos "alores calculados con los "alores medidos.

g. #epetir el paso ( &aciendo uso del mult9metro con "olt9metro.

. !eterminación del error introducido por un amper9metro en el circuito

a. Armar el siguiente circuito

b. !eterminar teóricamente la corriente 8ue deber medir el amper9metro

en su ausencia Jpara IAK? (+mA, usar #?(+ B L .

c. onectar el amper9metro segGn se muestra en la Hgura -. Seleccionar

la escala ms apropiada para poder leer la intensidad de corriente

medida con la mayor claridad posible. Anotar este "alor.

d. ambiar de escala en el amper9metro a un rango superior. Anotar el

"alor medido por el amper9metro.

e. ambiar el "alor del "olta<e de la %uente a +.-+ "oltios. Seleccionar la

escala de intensidad de corriente ms apropiada para poder leer la

corriente medida con la mayor claridad posible. Anotar este "alor Jpara

IAK?(+mA, usar #?-- BL.usar #?C+ B.

%. ambiar la escala del amper9metro a un rango superior. Anotar el "alor

medido por el amper9metro.

g. allar el error debido al amper9metro conociendo su sensibilidad y

"olta<e de operación. omparar estos "alores calculados con los "alores

medidos.

&.

#epetir el paso JL &aciendo uso del micro amper9metro segGn lo pedido

en la tabla 

con 4 de %uente +.4.

VOLTIMETRO:

MA#A7 5$D$AA

M$!E0$7 -++((C

SE#IE7+--CC++(+

SENSI2I0I!A!7(+++ BO"

MA#A75$D$AA

M$!E0$7-+(+

SE#IE72A+++

SENSI2I0I!A!7

 BO"

MA#A75$D$AA

M$!E0$7-+(+(

SE#IE72A++--SENSI2I0I!A!7 (O+ BO"

MULTIMETRO ANALOGICO:

MA#A7F0UDE

M$!E0$7(P

SE#IE7PCP+--+

 Tabla (. #esistores Fi<os

#esisto

r

 B (+ B C+ B (.D B

. DB

((D B

CD B

(++D B

 Teórico  B (+ B C+ B (.D B

. DB

((D B

CD B

(++D B

Medido

.)

_B

().C

_B

.)

_B

(.D 

_B

.P DB

((.D B C.C-DB

(++.-DB

 Tabla 7 on mult9metro Analógico

 Teóricos

/aso

s

#angos

4

+4

++4

Jm4L

a.

4

J(+D

P,-

P.

((.()- Tabla -7 on "olt9metro Analógico

 Teórico

s

/aso

s

#angos 4

(+

4

+

4

(++

4

4

(-4

a.

4

J((DBL

.

4

.

4

P

QQ

Q

P.)(P

e.

4

J(++D 

BL

.C

4

C.-4

(+

,(

4

((.-

BL

e.

4

J(++

BL

((.-)

((.

"

 Tabla )7 on miliamper9metro Analógic

#angos

I

JmA.L

(+

+

(++

/asos

4.Fuente

#esistorJ#L

a.

(.++4

I

_J(+

 _BL

_,C

_P

_P,(

e.

+.-4

I

_J--

 _BL

_,

_

_

Nota7 se usaran los rangos de I para el

miliamper9metro marca 5$D$AAR

 Tabla 7 on microamper9metro Analógic

#angos I

JAL

+++

(+++ ++

/asos

4.%uente

#esistor #

&.

+.4

I

_J(.D 

 _BL

_-++

_(+

_

e.

+.-4

I

_JC+

 _BL

_-+

_(P+

_C.C

#angos

I

JAL

++

(++

/asos

4.%uente

#esistor #

UESTI$NA#I$ FINA0

(. ómo "ar9a el error introducido por el "olt9metro en el circuito de la Figura ( uando se "ar9a la escala de "olta<e

-. undo se presenta mayor error por la cone>ión del "olt9metro al circuito de la Figura ( E>pli8ue las causas de ello.

. ómo "ar9a el error introducido por el amper9metro en el circuito de la Figura -cuando se "ar9a la escala de corriente

El error relati"o introducido por el amper9metro ser7

e_rA( )=  R A  R+ R _A ×100 !ónde7  R A=  R_a S . I s uadro de errores7

4 %uente IAJmAL escala (+ (.+ " I J (+BL (.P V +.- " I JBL C. V ). undo se presenta mayor error por la cone>ión del Miliamper9metro el circuito

de la Figura - E>plicar las causas de ello, e>aminando los casos a y e comparati"amente.

!ado el siguiente cuadro7

4 %uente /a. IAJmAL escala (+ + (.+ " a. I J (+BL (.P V C.+C V +.- " e. I JBL C. V ). V omparando los dos casos WaX y WeX a simple "ista nos damos cuenta 8ue el error

aumenta en la escala de (+mA, esto 8uiere decir 8ue a menor escala el error es mayor, esto 8ueda demostrado por la %ormula ya usada anteriormente.

. on cul instrumento se presento mayor error, con el "olt9metro o con el mult9metro E>plicar las causas de ello.

Se presenta mayor error en el "olt9metro.

El mult9metro indica la cantidad 8ue se est midiendo en una pantalla numérica en lugar de la agu<a y la escala 8ue se emplea en los medidores analógicos. 0a lectura numérica le da a los medidores electrónicos digitales las siguientes "enta<as sobre los instrumentos analógicos en muc&as aplicaciones7

• 0as e>actitudes de los "olt9metros electrónicos digitales son muc&o mayores 8ue

las de los medidores analógicos. /or e<emplo, la me<or e>actitud de los

de los "olt9metros digitales pueden ser de +.++V o me<or. Aun los mult9metros ms sencillos tiene e>actitudes de al menos Y +.(V.

• /ara cada lectura &ec&a con el mult9metro se proporciona un nGmero deHnido.

Esto signiHca 8ue dos obser"adores cual8uiera siempre "ern el mismo "alor. omo resultado de ello, se eliminan errores &umanos como el parala<e o

e8ui"ocaciones en la lectura.

• 0a lectura numérica aumenta la "elocidad de captación del resultado y &ace

menos tediosa la tarea de tomar las mediciones. Esto puede ser una

consideración importante en situaciones donde se deben &acer un gran nGmero de lecturas.

• El mult9metro también puede contener un control de rango automtico y

polaridad automticos 8ue los prote<an contra sobrecargas o de polaridad in"ertida.

. E>plicar lo sucedido con el micro amper9metro en las tablas  y  indicando sus "alores de resistencia interna para cada rangoo. ul es el "alor resisti"o del medidor de bobina mó"il

0a gran "ariación de medida en el microamperimetro se debe al e%ecto de carga 8ue posee el microamperimetro

Entonces por %órmula calculamos el "alor resisti"o del medidor de bobina mó"il

S   R  I   R_m =  _{A  A}         TA20A  4 FUENTE /a IAJu AL +++ uA (+++ uA ++ uA +. " & IJ(. DBL -++ (+  +.- " e IJC+BL -+ (P+ C.C aso &7

0a sensibilidad del amper9metro es (O+ uA # ? (.D B

4? +."

ZEscala de +++7

#A ?

0.3

200 x10−6  *(++B? -++B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? J-++>(+*L J-++L J(O+L ? (.>(+*

ZEscala de (+++ 7

0a resistencia interna total del amper9metro es7 #A ?

0.3 150 x10−6

−¿

(++ ? P++B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? J(+>(+*L JP++L J(O+L ? .>(+*

ZEscala de ++ 7

0a resistencia interna total del "olt9metro es7 #A ?

0.3 65 x10−6

−¿

 (++ ? (,B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? J>(+*L J(,L J(O+L ? P,(>(+*

aso e7

0a sensibilidad del amper9metro es (O+ uA # ? C+ B

4? +.-"

ZEscala de +++ 7

0a resistencia interna total del amper9metro es7 #A ? [ 

0.2 250 x 10−6

−¿

C+ ? )(+B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? J-+>(+*L J)(+L J(O+L ? .)(>(+*B

0a resistencia interna total del amper9metro es7 #A ? 0.2 170 x10−6 −¿ C+ ? P.)B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? J(P+>(+* LJ P.)LJ(O+L? ).)>(+*

ZEscala de ++ 7

0a resistencia interna total del "olt9metro es7 #A ?

0.2 69.9 x10−6

−¿

C+ ? -)P(.- B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? JC.C>(+*L J-)P(.-L J(O+L ? .P>(+*  Tabla  4 FUENTE /a IAJu AL ++ uA (++ uA + uA +. " & IJ. DBL  -) >>> +.- " e IJ.BL --. ( (. aso &7

0a sensibilidad del amper9metro es (O+ uA # ? .D B

4? +."

ZEscala de ++7

0a resistencia interna total del amper9metro es7 #A ?

0.3

36 x10−6  *++B? (.B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? J>(+*L J(.L J(O+L ? (.>(+*

0a resistencia interna total del amper9metro es7 #A ? 0.3 24 x 10−6 −¿ ++ ? P++B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? J-)>(+*L JP++L J(O+L ? ).>(+*

aso e7

0a sensibilidad del amper9metro es (O+ uA # ? . \B

4? +.-"

ZEscala de ++ 7

0a resistencia interna total del amper9metro es7 #A ? [ 

0.2 22.5 x10−6

−¿

++ ? -+.B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? J--.>(+*L J-+,L J(O+L ? (.>(+*B

ZEscala de (++ 7

0a resistencia interna total del amper9metro es7 #A ?

0.2 16 x10−6

−¿

++ ? P++B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? J(>(+* LJ P++LJ(O+L? .+)>(+*

ZEscala de + 7

#A ?

0.2 18.5 x 10−6

−¿

++ ? )+(+. B

*allando la resistencia del medidor de bobina mó"il7 #m ? J(.>(+*L J)+(.L J(O+L ? -.)P>(+* #m?IAZ#AZS #A? 1  Imedido− R $N0USI$NES

• !arnos cuenta 8ue instrumentos ocasionan un mayor error en el circuito de

corriente continua.

• ómo "ar9a el error introducido de los instrumentos utili'ados en el

e>perimento respecto al rango 8ue se coloca.

• No alterar las %uentes de "olta<e a un "olta<e no apropiado.

• Se debe dar un buen uso de los instrumentos de medición Jmult9metro,

"olt9metro, miliamper9metro, etcL, asegurarse de 8ue estn correctamente polari'ados, es decir, 8ue se debe conectar cables con el mismo signo correspondiente.

• 0a sensibilidad del "olt9metro analógico es la especiHcación eléctrica ms

importante de este instrumento, nos permite pro"eer el grado de error sobre el circuito 8ue se est midiendo] obser"ndose 8ue para "alores altos de