REPU BLICA BOLIVARIAN A D E VENEZUELA MINISTERIOS DE EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO UNIVERSITARIO EXPERIMENTAL DE TECNOLOGÍA DE LA VICTORIA LA VICTORIA ESTADO ARAGUA DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS. COMPONENTE TÉORICA PRÁCTICA 4 MEDIDA INDIRECTA DE RESISTENCIAS PARTE I SERIE I La Victoria Abril 2012 L A B O R A T OR I O D E C I R C U I T OS E L E C T R I C O S MEDIDA INDIRECTA DE RESISTENCIAS PARTE I SERIE I . 2 MEDICIÓN INDIRECTA DE RESISTENCIAS PARTE I. Esta Componente teórica de la práctica No. 4 estará referida a los diferentes métodos de ejecución indirecta para medir una resistencia desconocida Rx. En estos métodos se utilizan los instrumentos de medida analógica como el voltímetro y el amperímetro. Los instrumentos de medida analógica como el voltímetro y el amperímetro, introducen a los circuitos eléctricos y electrónicos un efecto de carga, por lo tanto, el método del voltímetro – amperímetro (volti-amperímetro) se realiza en 2 posiciones: a ) DERIVACIÓN CORTA b) DERIVACIÓN LARGA MÉTODO DE DERIVACIÓN CORTA: Este método consiste en conectar el amperímetro antes de la conexión en paralelo del voltímetro con la resistencia (Rx), como se muestra en la figura 1. Rs =500 Ω + A I E IRx Iv + + V Donde: Rx = Resistencia desconocida. A = Amperímetro que mide la corriente I. I = Intensidad de corriente leída por el amperímetro. Iv = Intensidad d corriente que circula por el voltímetro. Rx L A B O R A T OR I O D E C I R C U I T OS E L E C T R I C O S MEDIDA INDIRECTA DE RESISTENCIAS PARTE I SERIE I . 3 IRx = Intensidad de corriente que circula por Rx. V = Voltímetro que mide la caída de tensión sobre Rx. Como se puede observar el cálculo experimental de Rx es: V I Realmente la corriente que mide el amperímetro es: I = Iv + IRx, por lo tanto Rx = el valor Rx, se acercará más a su verdadero valor cuando la corriente Iv sea despreciable respecto a IRx ( Iv << IRx ), es decir I ≈ IRx, lo que implica que Rx = V , esto sucede cuando la resistencia interna del voltímetro (Rv) es mucho I mayor que la resistencia (Rx). Por tanto, este método es recomendable para medir resistencias que cumplan con esta condición (Rv >> Rx). MÉTODO DE DERIVACIÓN LARGA: Este método consiste en medir una resistencia incógnita utilizando el siguiente circuito: Va Rs =500 Ω + A I E + IRx + V Rx Donde: Rx = Resistencia Incógnita. V = Voltímetro que mide la caída d tensión Va + VRx. A = Amperímetro que mide la corriente que circula por Rx. Va = Caída de tensión sobre el amperímetro. VRx = caída de tensión sobre la resistencia Rx. VRx L A B O R A T OR I O D E C I R C U I T OS E L E C T R I C O S MEDIDA INDIRECTA DE RESISTENCIAS PARTE I SERIE I . 4 El cálculo experimental de Rx es: Rx = V I Como la tensión que mide el voltímetro es V = Va + VRx, el valor calculado de Rx se acercará más al verdadero valor siempre y cuando la caída de tensión sobre el amperímetro (Va) sea despreciable, es decir VRx >> Va, en consecuencia Rx >>Ra MÉTODO DE SUSTITUCIÓN: Este método consiste en medir una corriente I con el interruptor k en la posición 2. Luego se coloca el interruptor en la posición 1 y se ajusta la resistencia variable (R) hasta obtener el mismo valor de corriente I obtenido en la posición 2. En estas condiciones el valor de la resistencia R será el valor de la resistencia incógnita Rx. Ver la Figura 3. R 1 K Rx + 2 A + Rs =500Ω E Figura 1. LABORAT ORI O DE CIRC UIT OS ELECTRIC OS MEDIDA INDIRECTA DE RESISTENCIAS PARTE I SERIE I . 5 MÉTODO DEL VOLTIMETRO: A continuación se presenta un circuito que se utiliza para medir resistencias de valores muy altos. + V I E + Rx VRx K Donde: Con K abierto el voltímetro indica V1 = E - VRx. Con K cerrado el voltímetro indica V2 = E. (1) (2) Para deducir la expresión para calcular el valor de Rx, se considera: La corriente I que circula cuando el interruptor está abierto es: I= E R x + Rv (3) Y si aplicamos el principio del divisor de tensión en el circuito cuando K esta abierto tenemos que: V1 = E × Rv , ahora bien resolviendo nos queda, V1 × R v + V1 × R x = E × R v sabemos Rv + R x que cuando K esta cerrado V2 =E, entonces tenemos. V1 × R v + V1 × R x = V2 × R v , despejando a Rx, tenemos. LABORAT ORI O DE CIRC UIT OS ELECTRIC OS MEDIDA INDIRECTA DE RESISTENCIAS PARTE I SERIE I . V1 × R x = V2 × R v − V1 × R v ⇒ V − V1 Rx = 2 × Rv V1 Lo que nos indica que Rx se puede calcular cómodamente con el interruptor K abierto. 6