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ANÁLISIS DE UN COMPROBADOR DE PILAS. Sistemas de Instrumentación Electrónica Oscar Esquivel Vázquez Mariola Padilla García. OBJETIVOS. Planteado un problema de análisis de comprobación de una pila: Verificar y/o comprobar el estado de una pila. - PowerPoint PPT Presentation
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ANÁLISIS DE UN COMPROBADOR ANÁLISIS DE UN COMPROBADOR DE PILASDE PILAS
Sistemas de Instrumentación Electrónica
Oscar Esquivel Vázquez
Mariola Padilla García
OBJETIVOSOBJETIVOS
Planteado un problema de análisis de comprobación de una pila:– Verificar y/o comprobar el estado de
una pila.Realizar un diseño, análisis y
síntesis de un circuito comprobador.Analizar un comprobador de baterías
existente en el mercado.
Proceso de creación de soluciones.Proceso de creación de soluciones.
PROBLEMA
DISEÑO A DISEÑO B
PRODUCTO COMERCIAL
Proceso de generación de conclusionesProceso de generación de conclusiones
ProblemaDiseño A Diseño B
Análisis del circuito
Conclusiones
Análisis del circuito
Conclusiones
Producto Comercial
Análisis del circuito
Conclusiones
ProblemaProblema
A la hora de abordar el problema nos planteamos las siguientes cuestiones:– ¿Qué variable de la pila nos interesa
medir?¿Tensión o Corriente?– ¿Realizamos la medida en circuito
abierto o con carga?
Posibles soluciones generadasPosibles soluciones generadas
Diseño A– La opción de dicho circuito es realizar una
medición de tensión en los bornes de la pila de 1.5 V descartando así la medición en circuito abierto
Diseño B– La opción planteada es la medición de
corriente proporcionada por la pila para ello se realiza un diseño de divisor de corriente.
Diseño ADiseño A
Galvanómetro
20Ω
Diseño ADiseño A
Rs : Resistencia colocada en serie al galvanómetro, con un valor de 10 KΩ.
Rg : Resistencia interna del Galvanómetro con un valor de 20 Ω.
Galvanómetro: capaz de permitir el paso de una Imáx de 400 μA de fondo de escala.
Pila de 1.5 V con su Resistencia interna Ri.
Diseño ADiseño A
Conociendo que:– Rg es de un valor muy pequeño.– Ri aumenta a medida que la pila se va
descargando.– Sabiendo que la pila nos puede llegar a
proporcionar una Imáx 3 A.– Suponiendo que circule una corriente
de 0.15 mA.
Diseño ADiseño A
¿Será esta mínima corriente lo suficientemente eficaz como para excitar el galvanómetro y poder medir así su nivel de carga?
Si una pila puede proporcionar hasta 3 A, una pila descargada podría perfectamente darnos 0.15 mA.
¿Nos inducirá esto erróneamente a medir una pila descargada como si estuviese a plena carga?
Diseño BDiseño B
20Ω
R1
Diseño BDiseño B
Rs : Resistencia colocada en serie al galvanómetro, con un valor de 3.75 KΩ.
R1 : Resistencia colocada en paralelo a la batería para limitar el paso de corriente.
Rg : Resistencia interna del Galvanómetro con un valor de 20 Ω.
Galvanómetro: capaz de permitir el paso de una Imáx de 500 μA de fondo de escala.
Pila de 1.5 V con su Resistencia interna Ri.
Diseño BDiseño B
Conociendo que:– Rg es de un valor muy pequeño.– Ri aumenta a medida que la pila se va
descargando.– Una vez colocada la resistencia de 150
Ω en paralelo a la pila que vamos a medir el circuito se transforma en un divisor de corriente.
Diseño BDiseño B
Valores de I:V = 1.5 V Imáx = 500 μA.V = 0.75 V Imáx = 250 μA.V = 0 V Imáx = 0 A.
Diseño BDiseño B
Con lo cual podemos responder a las dos cuestiones iniciales:
Vamos a realizar una medida de la Corriente
La medida se realizará con una carga en el circuito
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial
R1
R2
R3 R4
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial
Medidor de pilas comercial capacitado para realizar la medida de pilas de 1.5V y 9 V.
Se realiza un estudio más exhaustivo del circuito equivalente a la medición de pilas de 1.5 V.
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial
Para la medida de
1,5 V el circuito
se simplificaría a:
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial
Buscamos la Req del circuito entre los puntos y .
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial
Suponiendo que la pila tenga V =1,5v y una Zeq =100Ω
V = R * I
I = 1,5/100 = 15mA
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial
Realizamos una prueba para medir la Rg del galvanómetro y podemos asegurar que la resistencia interna de un amperímetro es similar a la del galvanómetro y realizamos la siguiente medida:
R = V / I = 1,5 V / 3A = 0,5 Ω
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial Sometiéndolo a la LEY DE OHM y sabiendo que una
pila de V = 1,5 V proporciona una Imáx = 3 A. El resultado es que Rg = 0,5 . Para facilitar los cálculos, redondeamos Rg a 1 .
Si observamos que en el diseño, la función de R1 es la de limitar la intensidad:
V = I * R I = 1,5 V / 1,5K = 1mA
Concluimos que la resistencia equivalente del circuito para 1,5 V es de 93,6 y circula una corriente máxima de 16 mA. Al galvanómetro le llega una corriente máxima de 1 mA.
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial
Para la medida de
9 V el circuito
se simplificaría a:
Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial
Para el circuito de 9V, circula una corriente máxima de 41,8mA. Al galvanómetro le llega una corriente máxima de 1mA.
ConclusionesConclusiones
En todos los diseños es importante reseñar la presencia de una RESISTENCIA INTERNA en la pila puesto que es la que nos da una visión clara de la caída de tensión al aumentar el valor de la resistencia interna.
El diseño propuesto por los compañeros que más se acercaba a medir los valores reales de la pila sin producir un valor erróneo en el galvanómetro fue el DISEÑO B.
El comprobador de pilas comercial nos dio una visión real del problema y nos ayudó a comprender que para realizar una medición fiable habíamos de MEDIR LA CORRIENTE que proporciona la pila con UNA CARGA.
REALIZADO POR:REALIZADO POR:
MARIOLA PADILLA GARCÍAMARIOLA PADILLA GARCÍAOSCAR ESQUIVEL VÁZQUEZOSCAR ESQUIVEL VÁZQUEZ
Licenciatura en Radioelectrónica NavalLicenciatura en Radioelectrónica NavalSistemas de Instrumentación ElectrónicaSistemas de Instrumentación Electrónica
10 de Abril del 200310 de Abril del 2003