Trabajo 2 Instrumentacion Y Mediciones

2. Diseñe un voltímetro de cd multirrango empleando un galvanómetro de

D’Arsonval son escalas de medición de voltaje: 0-10Vdc; 0-20Vdc; 050Vdc.

Divisor de voltaje

En dicho circuito la corriente que circula por ambas resistencias es la misma, por lo tanto se cumple:

Vamos a aplicar este principio al diseño de un Voltímetro.

El galvanómetro tiene una resistencia interna Ri y una corriente máxima Im, debido a esto el voltaje máximo entre los extremos del mismo es Vmax = Ri. Im.

Si queremos diseñar un voltímetro capaz de detectar entre sus terminales voltajes hasta de E voltios (donde E>Vmax) debemos conectar en serie con el galvanómetro una resistencia R1, como se indica en la figura.

El valor de R1 debe ser tal que:

Por lo tanto:

Con esta configuración tenemos un instrumento que marca máxima escala cuando el voltaje entre sus terminales es E.

Conexión del voltímetro.

Para que un voltímetro DC indique el valor de un voltaje, debe existir dicho voltaje entre sus terminales, por lo tanto tenemos que conectar el voltímetro en paralelo con el elemento al que queremos determinarle su voltaje con la polaridad adecuada.

Voltímetro de varias escalas.

Para cada una de las escalas que deseamos diseñar, debemos calcular la resistencia que debemos conectar en serie con el galvanómetro. Una vez realizado este cálculo, podemos implementar el voltímetro de varias escalas utilizando una de las configuraciones presentadas en las siguientes Figuras

CALCULOS:

Inicialmente eliminamos la resistencia interna del galvanómetro, después realizamos la medición de la resistencia interna de la bobina:

Rinterna de la Bobina = 215Ω

Igualmente realizamos una práctica para poder calcular la Imax del galvanómetro donde obtuvimos:

Imax = 1mA

Teniendo los valores de Imax y de Ri que es la resistencia de la bobina calculamos:

Vmax = 1mA. 215Ω

Vmax = 0.215 volt.

Por lo tanto: Para un voltímetro de 0-10 voltios:

R1 = ¬¬¬¬¬¬10Ω - 215mA * 1mA

1mA

R1 = 9.785Ω

R1 = 9.7KΩ

Para un voltímetro de 0-20 voltios:

R1 = ¬¬¬¬¬¬20Ω - 215mA * 1mA

1mA

R1 =19.785Ω

R1 = 19.7KΩ

Para un voltímetro de 0-50 voltios:

R1 = ¬¬¬¬¬¬50Ω - 215mA * 1mA

1mA

R1 = 49.785Ω

R1 = 49.7KΩ

Por valores exactos en las resistencias utilizamos: Para el caso de 0-10 Vol utilizamos una resistencia de 10K Ω y obtuvimos como voltaje real en la de medición 10Ω. Para el caso de 0-20 Vol utilizamos una resistencia de 20K Ω y obtuvimos como voltaje real en la de medición 20Ω. Para el caso de 0-50 Vol utilizamos una resistencia de 10K Ω y obtuvimos como voltaje real en la de medición 50Ω.

Circuito según los datos calculados:

Circuito según

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