LABORATORIO DE CIRCUITOS
543239
Profesor: Jorge Salgado S.
Fcel: 94589183
1
MEDIDORES DC Y AC CAPTULO 3.
J. CARR
2
OBJETIVOS DE LA UNIDAD
Aprender los principios de operacin de los medidores (meters) bsicos de movimiento.
Aprender los mtodos para extender el rango de corriente y voltaje en un meter bsico de movimiento.
Aprender a medir voltaje usando un medidor de corriente DC.
Aprender la operacin y aplicacin de un medidor de voltaje-ohm-miliampere (VOM)
Conocer las limitaciones y ventajas del medidor bsico.
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EL METER ANALOGICO BASICO
Por muchas dcadas el meter DC mvil o de movimiento (PMMC), ha
sido usado como el dispositivo de lectura de salida en instrumentos
electrnicos, an en instrumentos de AC.
El movimiento de los meter DC se usa an, cuando los dispositivos de
despliegue digital son comunes y de bajo costo.
Para muchas aplicaciones se prefiere el meter analgico sobre el
digital (por ejemplo para hallar valores nulos, o mximos, o cuando se
necesitan aplicaciones con cero central).
Los meter DC mviles ms comunes son: - drsonval
- taut-band
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GALVANMETRO DRSONVAL
Es un ejemplo de una bobina mvil dentro de un campo magntico
creado por un magneto permanente.
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PRINCIPIOS DEL GALVANOMETRO
Una bobina metlica mvil es montada en el campo magntico entre los polos de un imn (magneto) permanente.
Una corriente que fluye en un alambre crea un campo magntico.
La polaridad del campo magntico est determinada por la direccin del flujo de corriente.
La intensidad del campo est determinada por la magnitud de la corriente.
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FUNCIONAMIENTO DEL GALVANOMETRO PMMC (PERMANENT MAGNET MOVING COIL)
- La bobina en un galvanmetro PMMC est montada de tal forma que
pueda rotar en el espacio entre los polos magnticos.
- Una corriente en la bobina crea un campo magntico que bien
ayuda o bien se opone al campo del imn permanente.
- Una corriente que fluye en una direccin causa una rotacin en
sentido horario, mientras que una corriente en sentido opuesto,
causa una rotacin en el sentido anti-horario.
- La cantidad del cambio de posicin rotatoria, el giro, es proporcional
a la magnitud de la corriente.
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TIPOS DE MEDIDORES ANALGICOS
Los dos medidores PMMC, ya citados, estn disponibles en una
variedad ilimitada de tamaos y formas, pero los tipos de medidores
se pueden clasificar por la forma de la escala usada.
Las imgenes siguientes muestran dos tipos de configuraciones.
La imagen 3-4 (a) es el tipo normalmente encontrado. La marca para
corriente cero est en el extremo izquierdo de la escala, y el puntero
(aguja) se deflecta a la derecha cuando fluye la corriente, cuando est
conectado correctamente.
Si el medidor es del tipo DC, entonces el terminal de entrada del
medidor ser marcado siempre como positivo.
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10/90
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USOS DE MEDIDORES DE CORRIENTE DC
Hay tres reglas bsicas para usar correctamente los medidores de
corriente dc:
1. Conectar el meter en serie con la carga o circuito en el cual se
est midiendo la corriente.
2. Usar el medidor con el mximo rango de escala, que sea mayor
que la corriente esperada.
3. Usar un medidor que tenga una resistencia interna menor, baja
comparada con la resistencia en la cual est siendo usado ( por
ejemplo, < 1:10).
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UN MEDIDOR DE CORRIENTE SE CONECTA SIEMPRE
EN SERIE CON LA CARGA
No respetar esta regla significa que el medidor se puede daar
permanentemente, en forma irreversible.
Cuando un medidor se usa para medir corriente en la rama de un
gran circuito, entonces el meter debe conectarse en serie en la rama.
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CONEXIN CORRECTA DE UN MEDIDOR DE CORRIENTE
En la fig. 3-5 siguiente, se muestra un circuito con un miliampermetro
de corriente continua de 0 1 mA.
Fig. 3.5 13
La corriente que fluye por el medidor M1 est dada por:
Donde:
IM1 = La corriente por el meter en amperes (A)
E = El voltaje de la fuente en circuito abierto en Volts (V)
RS = La resistencia de la fuente de tensin en ohms ()
Rm = La resistencia del instrumento
R1 = La resistencia de carga del circuito.
(1)
14
En muchos casos las resistencias de la fuente y del meter son
pequeas frente a la carga y se desprecian.
Entonces la ecuacin (1) se reduce a:
IM1 = E/R1 (2)
15
EJEMPLO 3-1
Hallar la corriente que fluye por el instrumento M1 en la fig. 3-5 cuando
R1 es igual a 15 k.
Solucin:
Ya que R1 es mucho mayor que RS y Rm, basta la ecuacin (2) para
obtener la corriente dc circulante en el circuito:
IM1 = E/R1
IM1 = 10 V/(1,5 x 104) = 0,67 mA.
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EJEMPLO 3-2
Hallar la corriente que fluira en el medidor M1 en la fig. 3-5 si M1
fuese conectado incorrectamente en paralelo con R1, en lugar de
conectarlo en serie, que es lo correcto.
Solucin:
Usando la ecuacin (1), y despreciando R1, porque es mucho mayor
que Rs y Rm, de tal forma que su efecto paralelo es despreciable,
tenemos::
IM1 = E / ( Rs + Rm)
= 10 V / (9 +68) = 0,13 A = 130 mA
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Conectar el medidor en paralelo con la carga, en lugar de hacerlo en
serie, resulta en una corriente circulante 130 veces mayor que su valor
de fondo de fondo de escala ( 1 mA).
Esa corriente probablemente destruir el instrumento usado !.
ADVERTENCIA IMPORTANTE
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IMPORTANCIA DE LA REGLA N 3
La regla N 3 puede resultar molesta en circuitos de bajos voltajes y
bajas resistencias, donde la resistencia de la bobina del meter (Rm)
es significativa respecto de la resistencia de carga R1.
Si se desprecia Rs veamos que sucedera si R1 fuese reducida a 150
y E fuese solo 100 mV.
Por ley de ohm, si Rm fuese despreciable, entonces debera esperarse
una corriente I, I = E/R1
= 0,1 V / 150 = 0,67 mA (correcto)
Pero con Rm (68 ), siendo significativa respecto de R1, la corriente ahora ser igual a: I = 0,1 / (68+150) = 0,46 mA.
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CONCLUSIN 20/90
Se ha introducido un error de 31,34 % por una desafortunada eleccin
del medidor usado en la medicin.
No debe nunca usarse un instrumento de medicin o ensayo,
si ste afecta significativamente el comportamiento del
circuito, como en el caso anterior.
En ambos casos anteriores esperbamos medir 0,67 mA, pero en el
ltimo caso la lectura fue de solo 0,46 mA.
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COMO OBTENER ESCALAS MAYORES DE
CORRIENTES
Es normal que el medidor bsico de corriente dc tenga una sola escala
de corriente (ejemplo: 0 a 1 mA, 0 a 200 A, etc.), pero ste puede usarse para medir corrientes mayores, si se coloca una resistencia en
paralelo con el medidor,
tal como se muestra en
la fig. 3-6 siguiente:
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El dimetro del alambre requerido en la bobina, en meter de movimiento
de alta corriente es excesivo, y se demuestra que es imprctico; de tal
forma que se ha transformado en una prctica usual , usar un meter de
bajo rango de corriente, y una resistencia en paralelo.
En muchos casos el resistor en paralelo se monta dentro de la caja del
instrumento, mientras que en otros casos se monta fuera (usualmente
montado directamente en los terminales de entrada del meter).
La corriente total de fondo escala del medidor, con la resistencia en
paralelo est dada por: IFS = Im1 + IS
Donde:
IFS = Corriente total
Im1 = Corriente que fluye por el medidor
IS = Corriente que circula por la resistencia shunt
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EJEMPLO 3-3
El circuito de la fig. 3-6 se usa para medir una corriente de 1 mA de FE.
Cunta corriente, a fondo de escala, fluye por:
a) M1
b) RS
c) Calcular la resistencia shunt.
Solucin: : Resolviendo la ecuacin IFS = Im1 + IS
a) por M1 fluyen 100 A
b) por RS debe calcularse a partir de:
IS = IFS - Im1
= 1 mA 100 A
= 1.000 A - 100 A
= 900 A
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Conocida la corriente que se deriva por la resistencia RS colocada en
paralelo ,shunt, se puede calcular el valor de sta, mediante la ley de Ohm:
c) RS = (Cada de tensin en Rm) / IS
= (100 A x 500 ) / 900 A
= 55,56
24
TAREA
Un meter de movimiento de 0 a 50 A, que tiene una resistencia de 1250 , en su bobina, se usa con una resistencia shunt para medir una corriente de fondo de escala de 500 A. Calcular el valor de RS.
Solucin: RS = 139
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AMPERMETRO DE VARIAS ESCALAS
Si se proporciona un interruptor en el instrumento que permita la
seleccin de cualquier resistor en paralelo, entre un conjunto de varios
valores, entonces es posible construir un ampermetro de mltiples
rangos. Cada resistor, en paralelo, de valor diferente, generar un rango
de corriente diferente, seleccionable con el interruptor.
Por lo tanto, un micro-ampermetro de 0-100 A dc, puede usarse para realizar lecturas de fondos de escalas, por ejemplo, de: 100 A, 500 A, 1.000 A (1 mA), 10 mA, 50 mA, 100 mA, y 1 A.
En la Fig. 3-7 (a) siguiente se muestra un miliampermetro de mltiples
rangos.
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Fig. 3-7 (a)
27
Una limitante del diseo anterior, es que cuando el interruptor se
transfiere de una posicin a otra, el meter de movimiento en el circuito,
se queda sin la resistencia en paralelo, y por lo tanto se puede daar.
Una solucin es usar un interruptor que permita hacer contacto, antes de romper el contacto, para seleccionar los diferentes resistores en paralelo. El circuito de la figura 3.7 (a) no es considerado una solucin
ptima.
Una mejor solucin es el circuito de la fig. 3.7 b, paralelo universal, tambin llamado paralelo Ayrton, que es un ampermetro de mltiple rango. En este circuito, siempre existe un resistor en paralelo a travs
del meter, an cuando los contactos del switch estn momentneamente
abiertos.
Tarea: Verificar que las posiciones del switch indicado, permiten las
mediciones de corrientes sealadas en el texto de la fig.3-7 (a) anterior.
28
Fig. 3-7 (b)
29
TAREA 30/90
Verificar que las posiciones A y B del switch, permiten los rangos
indicados.
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MEDICIONES DE VOLTAJE UTILIZANDO
MEDIDORES DE CORRIENTE
Se pueden medir voltajes con un medidor de corriente DC, si
se coloca un resistor multiplicador en serie con el medidor.
Este tipo de circuito se muestra en la Fig. 3-8 (a), y su circuito
equivalente en la Fig. 3-8 (b). El voltaje de entrada establecer una
corriente I1 de valor :
I1 = E / [ Rm + Rmx] (3-6)
Donde: I1 = Corriente circulante en Amperes (A)
E = El potencial aplicado en Volts (V)
Rm = La resistencia del meter en ohms ()
Rmx = Resistencia multiplicadora en ohms ()
31
32
EJEMPLO 5
Calcular el valor de la resistencia Rmx, de la fig. 3-8 (a) para un
potencial de fondo de escala de 10 V.
Solucin: Resolviendo la ecuacin (3-6) para Rmx, tenemos:
33
TAREA
Utilizando ahora el mtodo del divisor de tensin, calcular el valor de la
resistencia multiplicadora.
Solucin: Rmx = 99.500 .
34
SENSIBILIDAD DEL VOLTMETRO
La sensibilidad de un voltmetro () se especifica en trminos de la razn ohms por volt (/V) y es dependiente del fondo de la escala de corriente del meter de movimiento usado para construir el voltmetro.
La sensibilidad puede encontrarse tomando el recproco de la corriente
fondo de escala del meter:
= 1 / IFS (3-8)
La tabla 3-1 proporciona una escala de rangos de sensibilidades de
voltmetros DC construidos usando varios valores de rangos de fondo
de escala.
35
Tabla 3-1. Escala de sensibilidades (/V) para voltmetros dc. Ntese que son los recprocos de las corrientes FE del meter.
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RESISTENCIA EN VOLTMETROS DC
La resistencia de un voltmetro dc, es el producto de la tensin de fondo
de escala por la sensibilidad:
Rm = EFS x () (3-9)
Donde:
Rm = Es la resistencia del voltmetro en ohms ()
EFS = Es el valor de tensin fondo de escala del meter en volts (V)
= Es la sensibilidad del meter en ohms por volt (/V)
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EJEMPLO 6
Calcular la resistencia de entrada de un voltmetro dc, tal como el de la
fig. 3-8 (a), con una escala de 0 -500 V dc, si la sensibilidad es 10.000
/V.
Solucin. La resistencia de entrada (Rm) del voltmetro dc,
se calcula mediante la ecuacin siguiente:
Rm = EFS x ()
= 500 (V) x 10.000 (/V)
= 5.000.000 () = 5 (M)
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USO DE VOLTMETROS
El voltaje es la diferencia de potencial entre dos puntos en un circuito.
Por lo tanto, para medir voltaje, debe conectarse el voltmetro a travs
de la carga, esto es, en paralelo con la carga o la rama del circuito que
se desea medir.
LAS TRES REGLAS BASICAS PARA USAR UN VOLTMETRO:
1.Conectar el voltmetro en paralelo con la carga (ver fig. 3.9)
2. Seleccionar la mayor escala en el voltmetro, mayor que el voltaje
esperado para medir.
3. Asegurarse que el voltmetro tenga una muy alta resistencia de
entrada ( > 100:1), comparada con la resistencia del circuito.
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40/92
40
TAREA
Se desea medir la tensin E2 en el circuito de la fig. 3-10 siguiente, con
el voltmetro indicado.
Determinar si es apropiado o no el instrumento M1. Justifique su
respuesta.
Fig. 3-10 41
HMETROS ANALGICOS DE CC
La resistencia elctrica es medida usando un instrumento llamado
hmetro (ohmmeter). De acuerdo a la ley de Ohm, la corriente en
un circuito es directamente proporcional al voltaje aplicado (E), e
inversamente proporcional a la resistencia (R) del circuito; esto es,
I = E/R (A)
La relacin dada puede usarse para encontrar una resistencia Rx
desconocida, si existe disponible un voltaje estable.
El circuito para un hmetro serie simple, se muestra en la fig. 3-11 (a).
Hay tres resistencias en este circuito:
Rm es la resistencia interna del voltmetro (M1),
R1 es la resistencia potenciomtrica de calibracin del cero
Rx es la resistencia desconocida.
42
Fig. 3-11 (a). Circuito de un hmetro serie 43
La resistencia desconocida se calcula como:
44
La ecuacin (3-10) no debe ser resuelta por el usuario del hmetro,
porque la escala del voltmetro debera calibrarse no en volts, sino que
en unidades de resistencia.
La escala para los hmetros est en direccin inversa a las escalas de
corriente y voltaje. Esto es, los valores resistivos ms altos, estn a la
izquierda de la escala, mientras que los menores valores, estn a la
derecha de la escala.
En el hmetro de la fig. 3-11 (a), el punto cero ocurre cuando fluye la mxima corriente (lo cual coloca al puntero del instrumento sobre el lado
derecho), esto es, cuando los terminales A y B estn en cortocircuito.
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La operacin tpica del hmetro analgico requiere que
los terminales de prueba sean cortocircuitados, para
poner la aguja indicadora en cero, con el potencimetro
de control de calibracin.
En los instrumentos digitales modernos, el ajuste a cero es automtico.
Una limitacin del hmetro serie, es que no trabaja bien para bajos
valores de resistencia (Rx < 100 ).
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hmetro paralelo
Para rangos menores de resistencias, se usa el hmetro paralelo,
tambin llamado el hmetro shunt, mostrado en la fig. 3-11 (b).
El meter de movimiento usado en este caso es un mili-ampermetro o un micro-ampermetro.
El resistor R1 se usa para limitar el flujo de corriente en el meter a un valor seguro.
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Fig. 3-11 (b). hmetro paralelo (shunt), basado en un miliampermetro.
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Una suposicin necesaria para que este circuito opere bien, es que
se cuente con una fuente de corriente constante.
En trminos prcticos esta suposicin significa que R1>> Rm (100 ms),
de tal forma que cuando se coloque en paralelo la resistencia desconocida,
con la resistencia del meter, se afecte la corriente I slo en una pequea
cantidad.
El valor de la resistencia desconocida en la fig. 3-11(b) est dado por:
por:cuentra desde la ecuacin:
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OHMETRO SERIE-PARALELO
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Un ejemplo de un circuito de un hmetro serie-paralelo se muestra en
la fig. 3-11 (c).
El medidor es un vlmetro con un resistor en serie (R1), ajustado al
voltaje mximo del fondo de escala.
50
.
Fig. 3-11 (c). hmetro serie-paralelo
51
El voltmetro mide la cada de voltaje a travs de los
puntos A-B, con R2 permanentemente en el circuito.
El valor de la resistencia desconocida se encuentra desde:
50/89
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MULTIMETROS ANALGICOS
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Un multmetro como el de la fig. 3-12, es un instrumento que tiene varios escalas de voltajes, corrientes y resistencias, seleccionables
con un interruptor.
El interruptor selector principal conecta las resistencias shunt, multiplicadoras o selectoras de rango de resistencia, segn se
requieren.
La mayora de los instrumentos tambin incluyen un rectificador para permitir lecturas de valores ac.
Cuando se usen multmetros, se deben seguir cuidadosamente las
mismas reglas que en los casos individuales de meter de corriente,
voltmetros, y hmetros.
Es muy fcil cambiar el switch selector a una funcin diferente,
sin cambiar la forma que el meter est conectado al circuito,
por ejemplo, ir desde la funcin voltaje a la funcin corriente sin
cambiar la conexin desde paralelo a serie.
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Un multmetro tpico puede tener los rangos de tensin dc desde 0 - 0,5 V fondo de escala, hasta 0 1.500 V fondo de escala, de tal forma que siempre existe la posibilidad de destruccin del
instrumento, si no se siguen las reglas apropiadas de conexin.
Es una buena prctica de laboratorio, guardar siempre un multmetro
en situacin de apagado (OFF).
Si el meter es un voltmetro-hmetro-miliampermetro pasivo (VOM), sin posicin OFF, entonces almacenarlo con el selector puesto en la
posicin del mayor rango de voltaje DC.
Cuando se use un VOM, comenzar con el mayor rango de corriente o voltaje (lo que sea necesario), y disminuir al rango que permita una
deflexin del puntero (aguja), fcil de leer.
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PROBLEMAS
1. Deducir la ecuacin (3-10) correspondiente al hmetro serie.
2. Deducir la ecuacin (3-11) correspondiente al hmetro paralelo.
3. Deducir la ecuacin (3-12) correspondiente al hmetro serie-
paralelo.
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ANEXO- MULTMETRO PHILIPS P-817
00/01 57
MEDIDORES DE DEFLEXIN ANALGICOS PARA
CORRIENTE ALTERNA (AC)
Ningn tipo de meter de movimiento (PMMC) indicar correctamente el
valor de una corriente alterna; ms an pueden ser daados por sta.
Sin embargo, existen cuatro tipos bsicos de meter que indicarn el
valor ac:
Termocuplas
Alambre caliente
Electrodinammetro
Iron-vane (paleta, veleta de acero)
Tambin podemos lograr que un meter dc de movimiento, lea valores
ac, si se usa un circuito rectificador o un circuito integrado, conversor
rms -a- dc, entre la entrada ac y el meter de movimiento.
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QU VALOR AC ES MEDIDO?
Las mediciones de voltaje y corriente en circuitos dc son directas,
inmediatas, porque esos valores no varan.
Sin embargo, en circuitos ac, la situacin es confusa porque la seal
ac vara cclicamente, se reconocen diferentes valores, y todos ellos
pueden ser legtimamente medidos.
Adicionalmente, est el hecho que los diferentes tipos de meter ac,
despliegan uno u otro valor ac.
Consideremos la onda senoidal de la fig. 3-13. Suponer que no existen
ni componente dc (offset) ni armnicas (es decir, es una senoidal pura,
que es simtrica en ambos semi-ciclos).
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En la onda senoidal pueden medirse varios valores diferentes
de voltaje:
Voltaje mximo (peak voltage): Ep
Voltaje entre mximo y mnimo (peak-to-peak voltage): Ep-p
Raz cuadrada del valor medio del voltaje al cuadrado (root mean square voltage): Erms
Voltaje promedio (average voltage): Eav
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DEFINICIONES
Donde: Ojo: E(t) debe estar al cuadrado en (3-14)
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Erms, tambin es llamado el valor efectivo del voltaje, porque est
relacionado con la cantidad de potencia que puede proporcionarse a
la carga.
El valor rms es equivalente al voltaje dc que producir
la misma cantidad de calor en una carga resistiva.
Para el caso de una onda senoidal perfecta, el valor Erms es:
63
64
Para ondas no senoidales, las ecuaciones sern evaluadas de
forma diferente. Este hecho es importante cuando se trata de
instrumentos que son calibrados para ondas senoidales (caso
comn).
Por ejemplo, considerar la onda cuadrada simtrica de la fig. 3-14.
El valor promedio de la onda, en un perodo es cero y el promedio
de media onda es Ep/2.
Una onda continua puede descomponerse en una expresin
matemtica de una frecuencia fundamental F, igual a F = 1/( t1 + t2),
ms armnicas seno y coseno de F.
Esta expresin matemtica se llama Serie de Fourier de la seal.
Si se emplease un instrumento llamado Analizador de Espectro, se
puede observar un grfico de amplitud versus frecuencia, de las
componentes de la serie de Fourier, de la forma de onda analizada.
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66
Factor de Forma (A):
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METER AC BASADOS EN RECTIFICADORES
La mayora de los meter de lectura ac, son del tipo de rectificador.
Rectificacin:
es el proceso de convertir una onda bidireccional en una onda
direccional, es decir en una onda que pueda leerse en un meter dc.
En un medidor ac del tipo rectificador, el instrumento indicador es un
meter dc, pero que cuenta con un rectificador entre el meter dc y la
onda ac a ser medida..
El elemento para obtener la rectificacin es el diodo semiconductor
mostrado en la fig. 3-19, conectado en serie en la trayectoria ac.
68
Fig. 3-10. Circuito rectificador de media onda, en base a un diodo de
estado slido.
69
70
71
La forma de la onda de un rectificador de media onda, puede ser
unidireccional, pero est muy lejos de ser pura, y por lo tanto no ser
usada en muchas formas de meter dc de movimiento.
La forma pulsante de un rectificador de media onda, puede suavizarse
(acercarse a un valor dc puro), usando un filtro de ondulaciones (ripple
filter), el cual se muestra en la fig. 3-20 (a).
Ntese que el meter de salida M1 es un voltmetro colocado en
paralelo con el resistor de carga y el capacitor C1 (filtro).
La explicacin simple de como funciona el capacitor como filtro, es que
almacena carga durante el incremento de la onda pulsante, y despus
vaca la carga en el circuito, durante la disminucin del voltaje. La
descarga, llena en cierta forma el espacio, como se muestra por el
rea achurada en la fig. 3-20 (b).
72
Fig. 3-20.
a) Filtro capacitivo
b) Accin del filtro
73
La fig. 3-21 (a) adjunta muestra las ondas ac y rectificada en onda
completa. Ntese que las mitades negativas, se han abatido hacia arriba,
para transformarse en positivas.
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75
Es importante notar que la corriente en la resistencia de carga, en
un rectificador de onda completa, fluye en la misma direccin en los
semiperodos I y II, hecho que genera la caracterstica onda
rectificada de onda completa.
A pesar que le valor promedio de la onda ac es cero (simetra
positiva/negativa), el promedio de un onda rectificada no lo es.
El valor promedio del potencial (o corriente) ocurre en el punto
cuando las zonas achuradas A y B, en la fig. 3-21 (c) son iguales.
Para una onda senoidal pura: Eav = 0,637 Ep = 0,9 Erms
Debido a que la simetra de la semi onda ac no es afectada por la
rectificacin de onda completa, el valor mximo de la onda rectificada
en onda completa, se mantiene como 1,414 Erms.
76
77
CIRCUITOS RECTIFICADORES PARA METER AC
Cuando se aplica una onda ac rectificada al meter de movimiento dc
(dArsolval o taut-band), la deflexin del meter es proporcional a los valores promedios o a los mximos de la onda, dependiendo del tipo
de rectificador usado. Existen cuatro tipos:
Lectura del valor promedio de la media onda
Lectura del valor mximo de la media onda
Lectura del valor promedio de la onda completa
Lectura del valor mximo de la onda completa.
La diferencia principal entre los instrumentos de dichas lecturas, es la
presencia del capacitor (filtro), a travs de la salida del rectificador.
El filtro tiende a integrar la onda, produciendo una lectura
mucho ms cercana al valor mximo, que al valor promedio.
78
La fig. 3-22 (a) muestra un instrumento de lectura promedio de un
rectificador de media onda. R1 limita la corriente a travs de M1, y
R1 efectivamente convierte al instrumento desde un lector de
corriente, a un instrumento lector de voltaje.
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79
El circuito de la fig. 3-22 (a) podra convertirse en un circuito de lectura
de valores mximos, conectando un capacitor como filtro, en paralelo
con la combinacin serie R1-M1, como se muestra en la fig. 3-22 (b).
Fig. 3-22 (b). Circuito de lectura peak, con filtro capacitivo 80
Otro circuito de lectura de valor peak, se muestra en la fig. 3-22 (c);
este circuito es un doblador de voltaje de media onda, y su salida es
un valor dc pulsante filtrado, que es cercano al valor mximo de la
seal dc no filtrada.
Fig. 3-22 (c) 81
CIRCUITOS RECTIFICADORES DE ONDA COMPLETA
ESTOS SE MUESTRAN EN LA FIG. 3-23 (A), (B) Y (C)
El circuito 3-23 (a) usa un meter indicador de corriente.
Es un instrumento de lectura promedio de onda completa, porque la
salida del rectificador se aplica directamente al meter sin considerar un
capacitor.
Fig. 3-23 (a)
82
Los circuitos 3-23 (b) y 3-23 (c) usan un vlmetro indicador. Recordar que un voltmetro no es ms que un meter de corriente con un resistor en
serie.
Fig. 3-23 (b) 83
Fig. 3-23 (c).
Este circuito se prefiere para lecturas de valores mx. por la presencia de C. 84
Fig. 3-24 (a). Onda cuadrada unipolar
85
Fig. 3-24 (b). Onda triangular bipolar
86
INSTRUMENTOS DE LECTURA DE
RMS VERDADERO
Un meter que lea el verdadero valor rms de una onda ac (en lugar de
solamente ajustar la escala al factor de forma A, para indicar Erms),
tomar en cuenta la mayora de las anomalas discutidas previamente.
Los instrumentos basados en rectificadores, son dispositivos de lectura
del valor medio o de la lectura del valor mximo, dependiendo de los
tipos de rectificadores.
Sin embargo, el uso de un circuito llamado Conversor rms - a- dc
(Fig. 3-26), producir un voltaje dc en la salida, que es equivalente
al valor rms de la onda ac de entrada.
87
Esos circuitos que fueron muy caros y complejos, hoy en forma de
modernos circuitos integrados (CI), se han transformado en muy simples,
desde una perspectiva externa.
88
RESUMEN
1. Existen dos tipos de meter dc de movimiento: estos son el
dArsonval y taut-band. Ambos son ejemplos de galvanmetros de bobina mvil en un magneto permanente (PMMC).
2. El rango de un meter de corriente puede extenderse mediante el
uso de una resistencia en paralelo.
3. Un meter de corriente dc puede usarse para medir voltaje,
conectando una resistencia multiplicadora, en serie con el meter.
4. Se puede construir un hmetro, a partir de un meter dc, si se
cuenta con una fuente de tensin precisamente regulada.
5. Un Multmetro, llamado VOM, es un instrumento que mediante un
interruptor puede seleccionar diferentes rangos de voltajes,
corrientes, y resistencias.
89
6. Existen cuatro tipos de meter ac de movimiento: termocupla,
alambre caliente, electrodinammetro, aleta de acero.
7. Los meter de movimiento de corriente directa pueden usarse para
medir valores ac, si se usa un rectificador en el circuito.
8. Son posibles diferentes indicaciones, desde diferentes tipos de
instrumentos ac, usados para medir la misma diferencia de
potencial, debido a que algunos instrumentos leen valores rms,
algunos leen valores promedios, y alguno lee el promedio del
cuadrado de la corriente.
9. La calibracin de muchos meters ac supone una onda ac senoidal
o cercanamente sinusoidal. Cuando se miden otras formas de
onda, se usa un factor de correccin.
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PROBLEMAS
1. Ud. dispone de meter de corriente dc de 0-a-50 A, que tiene una resistencia interna de 4500 . Cul es el valor de la resistencia en paralelo necesaria de conectar para que el meter pueda leer de
0 - a 500 A?.
2. Una batera tiene 12 Vdc en circuito abierto y una resistencia
interna de 22 . Si accidentalmente se conecta un meter dc de 0-1 mA con una resistencia interna de 68 , a travs de la batera. Cunta corriente fluir a travs del meter de movimiento?. Se destruir?
3. Calcular la resistencia multiplicadora necesaria para que un
meter de 0-100 A, que tiene una resistencia interna de 1300 , pueda leer de 0 a 150 V.
4. Cul es la sensibilidad de un voltmetro construido a partir de
un meter dc de 0-30 A?
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F I N
Unidad JSS/jss_
DIE_UdeC
Abril-2013
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