AMPERIMETRO Y VOLTIMETRO

AMPERIMETRO Y VOLTIMETRO
La corriente en un circuito (o en parte de un circuito) se mide conectando un amperímetro de
baja resistencia interna en serie con el circuito. La diferencia de potencial (voltaje) entre dos
puntos de un circuito conectando un voltímetro de elevada resistencia interna sobre dos puntos
(es decir, en paralelo). La resistencia se puede medir dividiendo la lectura del voltímetro por la
del amperímetro (dado que R = E/I). El rango de medición de un amperímetro se extiende
conectando una resistencia llamada shunt, en paralelo con el amperímetro. Dado que la
corriente se divide en proporción inversa a la resistencia, el shunt puede calcularse por a
relación:
El rango de un voltímetro se extiende conectando una resistencia ( llamada multiplicador) en
serie con el instrumento. La resistencia total (voltímetro + multiplicador) debe ser igual al rango
de voltaje deseado, dividido por la corriente del instrumento a plena escala (dado que R = E/I) :
La resistencia del multiplicador se determinará por esta relación.
Algunos problemas de ejercitación
PROBLEMA 45. Un voltímetro indica 6 volts cuando se lo conecta sobre los terminales de una
batería en circuito abierto. Cuando la batería se conecta a una resistencia de 4 ohms, el
voltímetro indica 5 volts. ¿Cuál es la resistencia interna de la batería?
Con la resistencia conectada, el voltaje en los terminales es igual a la caída de potencial en el
circuito externo. Entonces,
PROBLEMA 46. El valor de una resistencia desconocida (Rx) se determina por el método del
voltímetro y el amperímetro. (a) Con los instrumentos conectados como se indica en Fig 1-12
(A), el amperímetro indica 6,55 mA y el voltímetro indica 46,7 volts. ¿Cuál es la resistencia
calculada por medio de estas lecturas? Como se sabe que los instrumentos son poco
sensibles, se aplica una corrección a la lectura. Si el amperímetro tiene una resistencia interna
de 500 ohms y el voltímetro tiene una resistencia interna de 25.000 (25 K) , ¿cuál es la
verdadera corriente y voltaje en Rx y cuál es su valor? Determinar también el voltaje aplicado
por la fuente. (b) Si los instrumentos se conectan como se indica en Fig. 1-12 (b), y R, y el
voltaje aplicado son los mismos que en (a) , ¿cuál sería la verdadera corriente a través de Rx ,
y cuál la lectura del amperímetro; cuál sería el voltaje y la indicación del voltímetro sobre Rx y
la resistencia de Rx determinada por este método?
Voltaje aplicado = voltaje sobre Rx + voltaje sobre amperímetro = 46,7 volts, + 6,55 x 10-3 amp
X 500 ohms = 46,7 volts + 3,3 volts (aprox.) = 50 volts
En el circuito de la Fig 1-12 (B) el amperímetro lee correctamente, pero el voltímetro indica la
diferencia de potencial sobre Rx el amperímetro (es decir, el voltaje aplicado). La resistencia
10.000 ohms y el voltaje aplicado de la fuente= 50 volts, como se determinó en (a)
La corriente a través de Rx = E/R = 50 volts / ( 500 ohms + 10.000 ohms ) = 50 volts / 10.500
ohms = 4,76 X 10-3 amp = 4,76 mA
Como el amperímetro indica correctamente 4,76 mA es la corriente indicada por el instrumento
.
Verdadero voltaje sobre Rx = IRx= 4,76 x 10-3 X 10.000 ohms = 47,6 volts
Lectura del voltímetro = voltaje de la fuente = 50 volts
Entonces, resistencia indicada = lectura voltímetro / lectura amperímetro = 50 volts / 4,76 X 103 amp = 10.500 ohms.
PROBLEMA 47. Se requiere que el 30% del total de una corriente pase a través de un
amperímetro de 0,08 ohms de resistencia interna.
Determinar la resistencia del shunt (R shunt)
Si 0,3 de la corriente total pasa por el amperímetro, la corriente por el shunt debe ser 0,7 de la
corriente total. Por lo tanto:
PROBLEMA 48. Un miliamperímetro tiene una sensibilidad (a plena escala) de 1 mA y una
bobina con una resistencia de 75 ohms. ¿Qué resistencia shunt es necesaria para extender el
rango del instrumento a 0,1 amp a plena escala?
Dado que la deflexión a plena escala del instrumento es 0,1 amp (100 mA), 0,099 amp (99mA)
deben circular a través del shunt y 0,001 amp (1 mA) a través de la bobina del instrumento.
Entonces,
PROBLEMA 49. Un voltímetro tiene una resistencia interna de 4000 ohms y marca 1 volt por
división de escala. ¿Qué resistencia multiplicadora debe agregarse en serie con el instrumento
para extender su rango a 10 volts por división?
Corriente del voltímetro por división de escala:
Alternativamente, dado que el rango debe extenderse por diez, 1/10 ó 0,1 de la caída de voltaje
debe reducirse en el voltímetro y 9/10 ó 0,9 de la caída total debe producirse en el
multiplicador. Dado que la caída de voltaje varía con la resistencia del instrumento y del
multiplicador (circuito serie),
PROBLEMA 50. Un galvanómetro de 0,1 mA de deflexión a plena escala y de 75 ohms de
resistencia interna, se usa como voltímetro.
¿Cuál es el máximo voltaje (a plena escala) que puede indicar el instrumento? ¿Qué
multiplicador debe conectarse en serie con la bobina para extender el rango del instrumento a
100 volts máximos?
El voltaje para deflexión a plena escala (1 mA),
E = IR = 0,001 amp X 75 ohms = 0,075 volt = 75 mV
Para extender el rango a 100 volts,