Mediciones Eléctricas: Errores, Amperímetros y Voltímetros DC
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Errores accidentales: Son debidos a causas imponderables que alteran aleatoriamente la medida.
Errores sistemáticos: Son debidos a problemas del funcionamiento de los aparatos de medida o al hecho de introducir el aparato de medida en el sistema. Este se altera o se modifica, por lo tanto, la magnitud que deseamos medir cambia.
Ejemplo de Error Absoluto (Eabs)
Tenemos una regla y medimos el ancho de un papel, la medida es de 21 cm. ¿Cuál es el Eabs cometido? Hay que estimarlo. Si la regla estaba dividida en intervalos de 1 mm, puede ser superior aceptable del error absoluto, que daría como: (21 ± 0.1 cm)
Ejemplo de Error Porcentual (E%)
La distancia entre 2 ciudades es = a (75 ± 2 km). La longitud de una pieza (8 ± 2 m). ¿Cuál medida es mejor? Para responder esta pregunta debo calcular el E% de ambas mediciones y compararlas: Eabs / Vmedido * 100 --- 2 / 75 * 100 = 2.7%
Amperímetro DC
Vamos a aplicar este principio al diseño de nuestro amperímetro. Supongamos que disponemos de un galvanómetro cuya corriente máxima es Im y cuya resistencia es Ri. A continuación, queremos construir con él un amperímetro capaz de medir una corriente I, donde I > Im. Si colocamos el galvanómetro en una rama, el circuito queda:
[Dibujo]
Para diseñar un amperímetro capaz de medir corrientes entre 0 e I a partir de un galvanómetro cuya máxima corriente es Im y una resistencia interna Ri, conectamos en paralelo con dicho dispositivo una resistencia de valor R1 de tal forma que cuando la corriente medida sea I, la que circule por el galvanómetro sea Im.
Amperímetro de Varias Escalas
Si queremos diseñar un amperímetro de varias escalas, para cada una de ellas tendremos que calcular la resistencia que debemos colocar en paralelo con el galvanómetro.
[Dibujo]
Las resistencias R1, R2, R3 reciben el nombre de Shunt (derivación).
Voltímetro DC
El diseño del voltímetro capaz de medir voltaje dentro de un rango específico se basa en la utilización de un divisor de voltaje.
[Dibujo]
El galvanómetro tiene una resistencia interna Ri y una corriente máxima Im. Debido a ello, el voltaje máximo entre los extremos de la misma es Vmax = Ri * Im. Si queremos diseñar un voltímetro capaz de detectar entre sus terminales voltajes hasta E voltios, debemos conectar en serie con el galvanómetro una resistencia como la muestra el dibujo:
[Dibujo]
Voltímetro de Varias Escalas
Las resistencias R1, R2, R3, R4, me permiten variar la escala del voltímetro. Para este instrumento está definido otro parámetro denominado característica Ohmios/Voltios y que algún fabricante llama sensibilidad.
[Cuadro]
Para diseñar un voltímetro de varias escalas, debemos calcular la resistencia que tenemos que conectarle en serie al galvanómetro para cada una de ellas. Así, si una escala puede indicar V voltios, debemos conectar una resistencia R1 y la resistencia total Rt = Ri + R1, y así para cada una de las otras escalas. Como podemos ver en la tabla anterior, la relación resistencia interna total sobre voltaje máximo de la escala es una constante que depende del galvanómetro y que se conoce como sensibilidad del instrumento.
Ejemplo
[Dibujo]
Queremos medir la tensión entre los puntos a y b con un voltímetro cuya sensibilidad es igual a 10 kOhm/voltios cuyas escalas son: 1, 5, 10, 50 V. ¿Cuál escala es más adecuada para realizar la medición? Podemos utilizar la escala de 10 V, que presenta una resistencia interna de...