Medición de resistencias con voltímetro y amperímetro UNIDAD TEMATICA 2
MEDICION DE RESISTENCIAS CON VOLTIMETRO Y AMPERIMETRO 1. Introducción: Si la exigencia en la medición no es excesiva, o sea no mejor que el 0,5 %, se pueden medir resistencias utilizando voltímetro y amperímetro. Si se desea que la exactitud con que se conozca una resistencia sea menor al 0,5 % , se debe recurrir al puente de Wheatstone para R > 1 Ω o al puente de Kelvin para R < 1 Ω. Si el elemento es alineal, el método más conveniente a utilizar es el del de voltímetro y amperímetro, pues además de dar el valor de la resistencia permite medir el valor de tensión o intensidad de corriente deseados. Se estudiará el caso de resistencias lineales. La idea del método es que si por una resistencia circula una intensidad de corriente, entre sus bornes aparecerá una diferencia de potencial.
I
R
R =
V I
(1)
V Donde V e I son los valores reales de tensión e intensidad de corriente en la resistencia; por lo tanto, se debe armar un circuito de modo de poder medir los valores de la expresión (1), pero como los instrumentos no son ideales se introducen errores. 2. Análisis de los errores: I)
Groseros: en este caso los consideramos nulos.
II) Sistemáticos
a) método. b) instrumental. c) condiciones ambientales: se consideran despreciables. d) del observador: no se consideran.
III) Aleatorios.
V’
2.1 Errores sistemáticos de método: Ii
Ii
RA
RA A
A IV R
IV
I’ V
RV
Método de tensión bien medida (TBM) Se analizará el de tensión bien medida:
Vi
V
RV
R
Método de corriente bien medida (CBM)
Vi Vi Vi R . RV 1 = = = = = Ri ' Vi Vi 1 1 Ii R + RV IV + I + + RV R R RV Ri RV RV - R - RV R em = - 1 = - 1 = = R R + RV R + RV R + RV 1 (2) e = RV 1 + R Se debe poner R en función de Ri ya que a la primera no se la conoce. Ri . RV R = reemplazando en la expresión (2) RV - Ri Ri =
1
Medidas Electrónicas I
Medición de resistencias con voltímetro y amperímetro
Ri - 1 1 1 = = = RV RV RV - Ri RV 1 + 1 + Ri . RV Ri Ri RV - Ri El error será menor cuanto mayor sea el valor de RV. El error es por defecto, por lo que el valor de R es menor que el verdadero. El error sistemático de método para corriente bien medida está dado por la expresión: RA 1 em = = (3) Ri Ri - RA - 1 RA Para visualizar mejor el problema se representará en forma gráfica las expresiones (2) y (3). em =
em
CBM
Ri < RC se utiliza tensión bien medida.
emV
emV = emA
Ri > RC se utiliza corriente bien medida. 0 RC
Ri
TBM
Fig Nº 1 Se observa que para valores bajos de R conviene aplicar el método de tensión bien medida y para valores altos corriente bien medida Se calculará el valor de RC que cumple con la condición de que ambos métodos presentan el mismo error de método. Si Ri = RC ⇒ emV = emA RC RA = ∴ R 2C - R A . R C = R A . R V → R C2 - R A . R C - R A . R V = 0 RV RC - RA RC =