5 - INSTRUMENTOS DE MEDIDA - Cristian Nolasco

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INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA 2013 – E. Alurralde - FCE – UNSa. 
 
5.- INSTRUMENTOS DE MEDIDA 
 
5.1.- Medición de Intensidades de Corriente: Amperímetro 
 
Frecuentemente se desea medir la corriente que circula por un cable, y para ello se utiliza un 
amperímetro. No estudiaremos su principio de funcionamiento básico, que por otra parte dependerá de 
que el instrumento sea digital o analógico (de aguja, por ejemplo). 
 
Simplemente nos interesa cómo utilizarlo: cuando se conecta sus terminales a una 
corriente dada, es decir, cuando una intensidad de corriente circula por el 
amperímetro, la aguja acusa una desviación que puede leerse en una escala 
graduada o bien el visor mostrará un número, en el caso de ser digital. El máximo valor de corriente que 
admite el amperímetro es el alcance del instrumento. La característica de un amperímetro es que su 
resistencia interna es muy pequeña. Para medir la corriente en un circuito, se debe conectar el 
amperímetro "en serie" con el circuito, como se indica en la figura 10, esto significa que toda la corriente 
circula a través de él. Como la resistencia interna es muy pequeña, no 
perturbará al circuito original. 
 
Analicemos el circuito de la figura 10. El amperímetro introduce una 
resistencia en serie que no estaba en el circuito original, de modo que la 
resistencia equivalente del 
circuito será: 
 
 RE = R + RA 
 
Como la diferencia de potencial aplicada a la resistencia 
R es la diferencia de potencial de la fuente, en el circuito original, la intensidad de corriente es: 
Pero al introducir el amperímetro, la resistencia del circuito es RE, y la intensidad de corriente que circula 
es: 
 
 
 
Si deseamos medir I, debemos lograr que I’ sea muy parecida a I, para ello RE debe ser lo más parecida 
posible a R. Eso se consigue si RA es muy pequeña comparada con R (si RA es despreciable frente a R). 
 
 
5.2.- Medición de Diferencia de Potencial: Voltímetro 
 
A veces es necesario medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito. Para ello se utilizan 
los voltímetros. Del mismo modo que los amperímetros, el principio 
de funcionamiento básico dependerá del tipo de instrumento que 
consideremos. 
 
 
12:0
8 
 
R V 
RA 
I’ R V I 
AE R R
V
 
R
V
 = I'
R
V
 = I
R V 
A 
I 
Figura 10 
R V 
I 
Figura 11 
V 
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INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA 2013 – E. Alurralde - FCE – UNSa. 
 
También en este caso nos interesa cómo utilizarlo: cuando se conecta sus terminales a dos puntos del 
circuito, es decir, cuando se conecta al voltímetro a cierta diferencia de potencial, la aguja acusa una 
desviación que puede leerse en una escala graduada o bien el visor mostrará un número, en el caso de ser 
digital. El máximo valor de diferencia de potencial que admite el voltímetro es el alcance del 
instrumento. El voltímetro se caracteriza por tener una resistencia interna muy grande. Para medir la 
diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito, debe colocarse el voltímetro "en paralelo". De 
este modo, debido a su resistencia interna elevada, no perturba al circuito. 
 
Analicemos el circuito de la figura 11. Se conecta el voltímetro para medir la diferencia de potencial 
entre los puntos a y b del circuito. Pero el instrumento introduce una resistencia en paralelo que no estaba 
en el circuito original, de modo que la 
resistencia equivalente del circuito será: 
Por la Ley de Ohm, la diferencia de potencial 
entre los puntos a y b, en el circuito original, 
es: 
V = I.R 
Pero al introducir el voltímetro, la resistencia entre los puntos a y b del circuito es RE, y la diferencia de 
potencial entre a y b es: 
 
 
 
 
 
Si deseamos medir Vab, debemos lograr que Vab’ sea muy parecida a Vab. Si observamos el desarrollo 
anterior, Vab = Vab’ cuando el denominador de la última expresión sea igual a 1. Para ello RV debe ser 
muy grande comparada con R, de modo que el cociente R/RV tienda a cero. 
 
 
5.3.- Medición de resistencias con amperímetro y voltímetro 
 
Otra cosa que puede interesarnos es medir una resistencia desconocida. Si bien hay distintos métodos, 
analizaremos un método basado en la aplicación directa de la Ley de Ohm. En la figura 12 se presenta un 
circuito muy simple, donde Rx es la resistencia desconocida cuyo 
valor queremos medir. Teóricamente, si se conoce la diferencia de 
potencial V ab entre a y b, y la intensidad de la corriente I que circula 
por R, mediante la aplicación de la ley de Ohm obtenemos el valor 
buscado. Esto es: 
 
 
 
Para medir Vab e I, debemos conectar un voltímetro y un amperímetro. Cada uno de ellos tiene una 
resistencia interna RA y RV que agregamos al circuito original modificándolo. Tenemos dos maneras de 
realizar las conexiones de los instrumentos, que se muestran en las figuras 13 y 14. 
 
R = 
V
I
 ab
Rx V 
a 
b 
I 
Figura 12 
VE R
1
+ 
R
1
 = 
R
1
 
1
R
R
V
 
RR
R
 I.R 
RR
R.R
 I. I.R = V
V
ab
V
V
V
V
E
'
ab
 
R V I R V 
I’ 
RV IV IR 
a a 
 
 
 
 
 
b b 
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INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA 2013 – E. Alurralde - FCE – UNSa. 
 
Utilizando el circuito de la figura 13 mediremos correctamente la diferencia de potencial Vab a la cual se 
encuentra conectada la resistencia Rx, pero la intensidad de corriente medida I es la que entrega la fuente. 
La intensidad I se divide el punto a en dos intensidades: Ix, que circula por Rx, e IV, que circula por el 
voltímetro. En consecuencia, medimos I, pero no medimos la intensidad que deseamos medir Ix. 
Utilizando el circuito de la figura 14 mediremos correctamente la intensidad de corriente que pasa por Rx 
pero la diferencia de potencial que medimos no es la diferencia de potencial Vab a la cual está conectada 
la resistencia Rx, sino la suma de la diferencia de potencial en el amperímetro más la diferencia de 
potencial en Rx. 
 
 
 
¿Cuál de los dos circuitos debemos utilizar para medir con menor error V e I? Dependerá del valor de las 
resistencias Rx, RA y RV. Se puede demostrar (en el Anexo 1 se incluye la demostración) que: 
 
Si el valor de conviene usar el circuito de la figura 13 porque el error de Rx es menor 
Si el valor de conviene usar el circuito de la figura 14 porque el error de Rx es menor 
Si el valor de es indiferente usar cualquiera de los circuitos porque los errores de Rx 
son equivalentes 
Rx V 
I 
b 
a 
A 
V 
Figura 13 
Rx 
V 
I 
b 
a 
A 
V 
Figura 14 
R < R . R
R > R . R
R R . R
x A V
x A V
x A V