Tarea Lab Oratorio Fisica[1]

Funcionamiento de un voltímetro AUTORES: • • • •

Miguel Torrenegra William Coronell Dairo Zabaleta Jorge Maestre UNIVERSIDAD DEL NORTE OCTUBRE DE 2008

Un voltímetro no es más que un aparato que mide, de manera directa o indirecta la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico, Para efectuar esta medida se coloca en paralelo entre los puntos cuya diferencia de potencial se desea medir. La diferencia de potencial se ve afectada por la presencia del voltímetro. Lo que se hace para que este no influya en la medida es que se desvía la minima intensidad posible, es por esto que la resistencia interna del material debe ser grande. Se representa con el símbolo:

Figura 1.1 Un voltímetro esta constituido por un galvanómetro y una resistencia serie. La resistencia interna del voltímetro es:

La diferencia de potencial se puede medir como:

Como rV es conocida, la medida de la intensidad I, con esto podemos obtener la diferencia de potencial. La resistencia serie debe de ser grande,

por lo explicado anteriormente. Es posible cambiar la escala con solo cambiar la resistencia en serie. La diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera en el circuito. La diferencia de potencial en el resistor R2 se mide conectando el voltímetro en paralelo con R2. También en este caso, es necesario observar la polaridad del instrumento. La terminal positiva del voltímetro debe conectarse en el extremo del resistor al potencial más alto, y la terminal negativa al extremo del potencial más bajo del resistor. Un voltímetro ideal tiene resistencia infinita de manera que no circula corriente a través de él. Esta condición requiere que el voltímetro tenga una resistencia que es muy grande en relación con R2. En la práctica, si no se cumple esta condición, debe hacerse una corrección respecto de la resistencia conocida del voltímetro.

Existen diferentes tipos de voltímetro uno de ellos son los que tienen un sistema de medida "magnetoeléctrico". Como en todos los voltímetros, para obtener la medida tenemos que conectar el aparato en paralelo con los bornes del elemento que queremos medir. Por esta razón, de toda la corriente que circula por el circuito, sólo una pequeña parte va a atravesar el voltímetro. Así pues, la resistencia interna del voltímetro debe ser elevada. Dicha resistencia va a ser un valor constante. La forma de trabajar de estos voltímetros es como si se tratase de amperímetros pero con una escala en voltios. Tienen una bobina móvil, cuyas espiras son de hilo de cobre y tienen un grosor aproximado de unos 0.05 mm. Según la corriente que circule por la bobina, sabiendo que la resistencia interna va a ser constante, podemos hallar el valor de la diferencia de potencial aplicando la ley de Ohm (V = R x I). Tal y como hemos explicado el funcionamiento no sería del todo exacto, ya que la resistencia interna no es constante debido a que al ser de cobre varía su valor muy fácilmente con los cambios de temperatura. Sin embargo, corregir este problema no es muy difícil, ya que, colocando una resistencia, de un material que no la haga variar con la temperatura, en serie con la bobina vamos a conseguir que el error sea despreciable. El segundo tipo de voltímetros es el que tiene un sistema de medida "electromagnético".Está constituido por una bobina fija con numerosas espiras de hilo de cobre muy delgado. Y tiene incorporada una resistencia adicional para compensar los cambios de temperatura. Debido a la constitución de la bobina, el voltímetro está sometido a muchos errores que deben compensarse poniendo una resistencia adicional de valor muy elevado. Este tipo de aparatos también sirve para medir tensiones de

corriente alterna, en cuyo caso los errores se producen cuando las frecuencias son muy altas. Para corregir los posibles errores en el caso de alterna tenemos que poner un arrollamiento antiinductivo de la resistencia adicional o podemos utilizar condensadores en paralelo, ya con esto se puede llegar a trabajar correctamente hasta para valores de la frecuencia de 1 kHz. El campo de medida de estos voltímetros es de 5 a 750 V.

Los voltímetros cuyo sistema de medida es "electrodinámico". Están compuestos por una bobina fija y otra móvil conectada en serie y una resistencia compensadora. Las bobinas están constituidas por numerosas espiras de hilo de cobre bastante fino, esto produce una resistencia elevada y una corriente alterna, el problema es con las frecuencias altas. Pero este se soluciona de la misma manera del voltímetro con sistema de media electromagnético. El siguiente tipo de voltímetro no son amperímetros con escala de voltios, como lo son los anteriores, este funciona directamente con la tensión. Los voltímetros con sistema de medida “electrostático “están constituidos por un condensador y se pueden utilizar tanto para medir la tensión de corriente continua como para la de corriente alterna. La desviación de la aguja que va a indicarnos la medida se produce en el sentido en el que aumenta la capacidad. Estos voltímetros se utilizan para tensiones muy altas, comprendiendo su rango de medida desde los 20 V a los 1.000 kV. El multímetro digital El multímetro digital (DMM, por sus siglas en inglés) es el instrumento de laboratorio que nos permite medir estos parámetros. Puede configurarse como voltímetro para medir voltajes entre 2 puntos, puede configurarse como amperímetro para medir la corriente que circula por alguna rama o componente de los circuitos eléctricos y se puede configurar como ohmetro para medir la resistencia eléctrica de algún componente o determinar la continuidad de los conductores eléctricos. Para medir voltaje el circuito debe estár energizado (activo) y las puntas del DMM se conectan en paralelo con los puntos en los que se desea medir voltaje, que se mide en Volts. Para medir corriente, el circuito debe estar activo y las puntas del DMM se conectan en serie con la rama del circuito en la que se desea medir la corriente, que se mide en Amperes o

miliamperes. Para medir resitencia, el circuito debe estar desenergizado (pasivo) y las puntas del DMM se conectan en paralelo con el (los) elemento(s) de los que se quiere conocer su resistencia eléctrica.

Bibliografía http://www.misrespuestas.com/que-es-un-voltimetro.html http://148.202.148.5/cursos/17721/modulo2/2p2/2p2.htm http://www.angelfire.com/al2/Comunicaciones/Laboratorio/medidor. http://sergioc2005.tripod.com/arqcomp1/Pract1DMM.pdf Instrumentos de medida eléctrica, Charles M. Gilmore. Electricidad industrial Tomo I, Chester L. Dawes.