Practica3
- 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA CURSO: LABORATORIO DE MEDIDAS ELECTRICAS PRACTICA DE LABORATORIO N° 3: ”CONSUMO ESPECIFICO DE INSTRUMENTOS” DOCENTE: ING. LUIS A. CHIRINOS. ALUMNO: CAYO APAZA ISMAEL CUI: 20030514 GRUPO: ‘C’ AREQUIPA – PERÚ 2014
- 2. PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 3 CONSUMO ESPECIFICO DE INSTRUMENTOS 1.- OBJETIVOS:Analizar en forma experimental el consumo especifico de instrumentos analógicos: amperímetro y voltímetro de bobina móvil. 2.- FUNDAMENTO TEORICO:Desarrollar la teoría que sustente el consumo especifico en los instrumentos analógicos de bobina móvil. Amperímetro Se conoce como amperímetro al dispositivo que mide corriente. La corriente que se va a medir debe pasar directamente por el amperímetro, debido a que éste debe conectarse en serie a la corriente. Cuando use este instrumento para medir corrientes continuas, asegúrese de conectarlo de modo que la corriente entre en el Terminal positivo del instrumento y salga por el Terminal negativo. Idealmente, un amperímetro debe tener resistencia cero de manera que no altere la corriente que se va a medir. Esta condición requiere que la resistencia del amperímetro sea pequeña comparada con R, + R2. Puesto que cualquier amperímetro tiene siempre alguna resistencia, su presencia en el circuito reduce ligeramente la corriente respecto de su valor cuando el amperímetro no está presente. Amperímetros de bobina móvil Constan de un imán permanente fijo y un cuadro o bobina móvil que gira bajo el efecto de la fuerza de Ampère cuando circula corriente por el mismo. La espiral en el eje del cuadro tiende a impedir la rotación del cuadro. Cuanto mayor sea la corriente que atraviesa el cuadro mayor será el ángulo que éste gira. El cuadro está unido a una aguja cuyo extremo se traslada por una escala. La bobina móvil, teniendo en cuenta su delicada construcción, no puede conducir más que una pequeña fracción de amperío. Para valores mayores, la mayor parte de la corriente se hace por una derivación, o shunt, de baja resistencia en paralelo con el instrumento. La escala, sin embargo, se calibra generalmente para leer en ella la corriente total 1, aun cuando la corriente I, que pasa por la bobina sea sólo de unos cuantos miliamperios.
- 3. Voltímetro El voltímetro es un aparato que mide la diferencia de potencial entre dos puntos. 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. Para que este no influya en la medida, debe de desviar la mínima intensidad posible, por lo que la resistencia interna del aparato debe de ser grande. Como rV es conocida, la medida de la intensidad I, permite obtener la diferencia de potencial. La resistencia serie debe de ser grande, para que la intensidad que circule por el voltímetro sea despreciable. Se puede cambiar de escala sin más que cambiar la resistencia serie. La diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera en el circuito puede medirse uniendo simplemente las terminales del voltímetro entre estos puntos sin romper 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. El terminal positivo del voltímetro debe conectarse en el extremo del resistor al potencial más alto, y el terminal negativo 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. Voltímetro de Bobina móvil La mayoría de los voltímetros no miden la d.d.p. como tal, sino que toman una pequeña corriente de operación proporcional a aquélla; pueden considerarse por tanto como miliamperímetros de alta resistencia, calibrados en voltios. En un instrumento de bobina móvil, no es posible hacer la resistencia de la bobina suficientemente grande, por lo que se conecta en serie con la bobina un resistor R de eureka o de otra aleación de alta resistencia, con un despreciable coeficiente de temperatura; a esta resistencia se le llama a veces un resistor de multiplicación o multiplicador, porque permite leer en el instrumento un alto voltaje V, con sólo un bajo voltaje V, aplicado a través de la bobina. Por lo general, el multiplicador se monta dentro de la caja del instrumento, pero puede estar afuera si la gama de medidas es muy grande. El voltímetro debe tomar solamente una corriente pequeña que no perturbe apreciablemente el circuito donde se conecta. La recíproca de la corriente total es usada a menudo como una medida de, esta propiedad. En el ejemplo anterior la recíproca es 1/0.015 = 66.7, lo que significa que cualquiera que sea su gama, el voltímetro tiene una resistencia de 66.7 ohmios por cada voltio marcado en su escala; para instrumentos usados en circuitos de potencia son comunes valores entre 50 y 500 ohmios por voltio. Frecuentemente se necesitan mayores valores para mediciones en aparatos para corrientes de iluminación, pero entonces el instrumento es necesariamente más delicado y fácil de dañar.
- 4. Voltímetro de bobina móvil CONSUMO ESPECÍFICO DE INSTRUMENTOS: Todos los instrumentos cuando son conectados al circuito de medición afectan o forman parte del circuito por lo tanto tienen un consumo de energía que se denomina consumo propio. El consumo específico de los instrumentos de medición, es la relación entre la potencia máxima absorbida por el instrumento sobre la máxima escala o Unidad. Cálculo del consumo específico de los instrumentos de medición: El consumo específico se puede calcular por la siguiente ecuación:
- 5. 3.- ELEMENTOS A UTILIZAR - Amperímetro analógico. - Voltímetro analógico. - Herramientas del taller. 4.- PROCEDIMIENTO DE EJECUCION: 4.1.- Utilizando un autotransformador alimentar una resistencia variable hasta obtener la máxima corriente que permita la resistencia, registrar el valor de corriente con la escala que permita la mayor deflexión de la aguja. Insertar en paralelo con el amperímetro un voltímetro para registrar la caída de tensión en el amperímetro.
- 6. Resultados obtenidos en la práctica para el voltímetro: Tabla N0 1 Escala (V) V.entrada (V) Voltímetro (V) Amperímetro (mA) ‘’Z’’Resist. inst.(KΩ) ‘’Z’’rest. Calculada (KΩ) Potencia en el inst.(W) Error Resist. 150 228 V 224 V 9 mA 24.1 KΩ 24.89 KΩ 2.016 W 3.28 % 300 110.3 V 107 V 18 mA 5.9 KΩ 5.94 KΩ 1.926 W 0.68 % 4.2.- Con el mismo autotransformador, alimentar a un voltímetro de bobina móvil usando su escala más sensible, obtener la deflexión máxima en el voltímetro en esta condición desenergize el circuito e inserte un amperímetro que permita registrar la corriente que está tomando el voltímetro, energice el circuito y registrar el valor de corriente. -Resultados obtenidos en la práctica para el amperímetro: Tabla N0 2 Escala (A) V. Entrada(v) Resistencias del circuito (Ω) Voltaje en el Amperímetro(mV) Resistencia del instrumento(Ω) Resistencia calculada(Ω) Potencia en el instrumento(W) Error (resist.) 1 228 V 229 Ω 608 mV 0.61 Ω 0.608 Ω 0.61 W 0.33% 3 110.3 V 75.7 Ω 71 mV 0.01 Ω 0.024 Ω 0.02 W 100% 4.3.- Con un instrumento adecuado medir la resistencia interna de cada instrumento ensayado, determinar con los datos registrados el valor de las resistencias internas de los instrumentos y establecer los errores que se presenten. Midiendo la resistencia interna del amperímetro.
- 7. 5.- CUESTIONARIO: 5.1.- ¿Definir El Consumo Específico De Los Instrumentos Analógicos? El consumo específico de los instrumentos de medición, es la relación entre la potencia máxima absorbida por el instrumento sobre la máxima escala o unidad. El consumo específico se puede calcular por la siguiente ecuación: Consumo específico de un Amperímetro: Consumo específico de un Voltímetro: Requiere una resistencia interna muy elevada (K Ω). 5.2.- ¿Qué relación existe entre el tipo de instrumento y el consumo específico? Al mencionar el tipo de instrumento, se refiere a la unidad de patrón de medida que tiene, es decir a los diferentes tipos de instrumentos como voltímetro, amperímetro, vatímetro, etc. Estas pueden ser electrodinámicos, electromagnéticos, etc. En cuanto al consumo específico del instrumento, ésta puede ser diferente dependiendo del tipo de instrumento y su escala. Ésta puede depender de una tensión, corriente o ambas para que la aguja deflexiones a su máxima escala. 5.3.- ¿Qué sucede con el consumo específico de un instrumento de varias escalas? El consumo específico de un instrumento que tiene varias escalas, el consumo es diferente para cada escala, como se ha visto para el caso del Amperímetro con dos escalas, de lo cual podemos deducir que: a mayor escala el consumo específico es menor y a menor escala el consumo es mayor. 5.4.- Determinar la potencia consumida y la resistencia interna de los instrumentos utilizados en los ensayos. Los resultados para este caso se muestran en los puntos 4.1, 4.2 y en la tabla Nº 1 y la tabla Nº 2, la cual se puede apreciar en los resultados.
- 8. 5.5.- ¿Cómo determinaría el consumo específico de los instrumentos multibobinas? Como vatímetros, cosfimetros, frecuencímetros, etc. Se determinaría hallando los consumos específicos de cada bobina, es decir hallar sus resistencias independientes y luego se sumarian obteniendo un consumo especifico total. 6.- CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES: - Se observó que a mayor escala el consumo específico es menor y a menor escala el consumo específico es mayor. - Se concluyó que el consumo especifico nos ayuda a tener la certeza de que potencia está absorbiendo el instrumento. - Como recomendación para todos los compañeros, saber el consumo específico de los instrumentos del laboratorio, de tal forma que para las próximas experiencias se puedan obtener resultados reales, y sobre todo, la implementación de los equipos e instrumentos. - Los resultados que se obtuvieron son aceptables con margen de errores aceptables, solamente se pudo obtener consumo específico aproximado como se predice en los catálogos de dicho instrumento. - El consumo específico de los amperímetros se identifica con la caída de tensión a plena escala. - Se observó que para el amperímetro en la escala de 3 amperios la resistencia del instrumento y la resistencia calculada hay mucha diferencia con un error del 100% ya debe ser por una mala toma de datos, como también por los instrumentos y su desgaste. 7.- BILBLIOGRAFIA - https://es.scribd.com/doc/120817089/CONSUMO-ESPECIFICO-DE-INSTRUMENTOS. - www.unsam.edu.ar/escuelas/ciencia/alumnos/tp.pd - www.buenastareas.com - es.slideshare.net/.../informe-laboratorio-nro-1equipos-e-instrumentos- - www.electroraggio.com/fs_files/user_img/mediciones/medivolt.pdf - csu.rec.utn.edu.ar/CSU/ORD/359-01.pdf - www.wikipedia.org