Download ppt - ANÁLISIS DE UN COMPROBADOR DE PILAS

ANÁLISIS DE UN COMPROBADOR ANÁLISIS DE UN COMPROBADOR DE PILASDE PILAS

Sistemas de Instrumentación Electrónica

Oscar Esquivel Vázquez

Mariola Padilla García

OBJETIVOSOBJETIVOS

Planteado un problema de análisis de comprobación de una pila:– Verificar y/o comprobar el estado de

una pila.Realizar un diseño, análisis y

síntesis de un circuito comprobador.Analizar un comprobador de baterías

existente en el mercado.

Proceso de creación de soluciones.Proceso de creación de soluciones.

PROBLEMA

DISEÑO A DISEÑO B

PRODUCTO COMERCIAL

Proceso de generación de conclusionesProceso de generación de conclusiones

ProblemaDiseño A Diseño B

Análisis del circuito

Conclusiones


Conclusiones

Producto Comercial


Conclusiones

ProblemaProblema

A la hora de abordar el problema nos planteamos las siguientes cuestiones:– ¿Qué variable de la pila nos interesa

medir?¿Tensión o Corriente?– ¿Realizamos la medida en circuito

abierto o con carga?

Posibles soluciones generadasPosibles soluciones generadas

Diseño A– La opción de dicho circuito es realizar una

medición de tensión en los bornes de la pila de 1.5 V descartando así la medición en circuito abierto

Diseño B– La opción planteada es la medición de

corriente proporcionada por la pila para ello se realiza un diseño de divisor de corriente.

Diseño ADiseño A

Galvanómetro

20Ω

Diseño ADiseño A

Rs : Resistencia colocada en serie al galvanómetro, con un valor de 10 KΩ.

Rg : Resistencia interna del Galvanómetro con un valor de 20 Ω.

Galvanómetro: capaz de permitir el paso de una Imáx de 400 μA de fondo de escala.

Pila de 1.5 V con su Resistencia interna Ri.

Diseño ADiseño A

Conociendo que:– Rg es de un valor muy pequeño.– Ri aumenta a medida que la pila se va

descargando.– Sabiendo que la pila nos puede llegar a

proporcionar una Imáx 3 A.– Suponiendo que circule una corriente

de 0.15 mA.

Diseño ADiseño A

¿Será esta mínima corriente lo suficientemente eficaz como para excitar el galvanómetro y poder medir así su nivel de carga?

Si una pila puede proporcionar hasta 3 A, una pila descargada podría perfectamente darnos 0.15 mA.

¿Nos inducirá esto erróneamente a medir una pila descargada como si estuviese a plena carga?

Diseño BDiseño B

20Ω

R1

Diseño BDiseño B

Rs : Resistencia colocada en serie al galvanómetro, con un valor de 3.75 KΩ.

R1 : Resistencia colocada en paralelo a la batería para limitar el paso de corriente.

Rg : Resistencia interna del Galvanómetro con un valor de 20 Ω.

Galvanómetro: capaz de permitir el paso de una Imáx de 500 μA de fondo de escala.

Pila de 1.5 V con su Resistencia interna Ri.

Diseño BDiseño B

Conociendo que:– Rg es de un valor muy pequeño.– Ri aumenta a medida que la pila se va

descargando.– Una vez colocada la resistencia de 150

Ω en paralelo a la pila que vamos a medir el circuito se transforma en un divisor de corriente.

Diseño BDiseño B

Valores de I:V = 1.5 V Imáx = 500 μA.V = 0.75 V Imáx = 250 μA.V = 0 V Imáx = 0 A.

Diseño BDiseño B

Con lo cual podemos responder a las dos cuestiones iniciales:

Vamos a realizar una medida de la Corriente

La medida se realizará con una carga en el circuito

Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial


R1

R2

R3 R4


Medidor de pilas comercial capacitado para realizar la medida de pilas de 1.5V y 9 V.

Se realiza un estudio más exhaustivo del circuito equivalente a la medición de pilas de 1.5 V.


Para la medida de

1,5 V el circuito

se simplificaría a:


Buscamos la Req del circuito entre los puntos y .



Suponiendo que la pila tenga V =1,5v y una Zeq =100Ω

V = R * I

I = 1,5/100 = 15mA


Realizamos una prueba para medir la Rg del galvanómetro y podemos asegurar que la resistencia interna de un amperímetro es similar a la del galvanómetro y realizamos la siguiente medida:

R = V / I = 1,5 V / 3A = 0,5 Ω

Comprobador de pilas comercialComprobador de pilas comercial Sometiéndolo a la LEY DE OHM y sabiendo que una

pila de V = 1,5 V proporciona una Imáx = 3 A. El resultado es que Rg = 0,5 . Para facilitar los cálculos, redondeamos Rg a 1 .

Si observamos que en el diseño, la función de R1 es la de limitar la intensidad:

V = I * R I = 1,5 V / 1,5K = 1mA

Concluimos que la resistencia equivalente del circuito para 1,5 V es de 93,6 y circula una corriente máxima de 16 mA. Al galvanómetro le llega una corriente máxima de 1 mA.


Para la medida de

9 V el circuito

se simplificaría a:


Para el circuito de 9V, circula una corriente máxima de 41,8mA. Al galvanómetro le llega una corriente máxima de 1mA.

ConclusionesConclusiones

En todos los diseños es importante reseñar la presencia de una RESISTENCIA INTERNA en la pila puesto que es la que nos da una visión clara de la caída de tensión al aumentar el valor de la resistencia interna.

El diseño propuesto por los compañeros que más se acercaba a medir los valores reales de la pila sin producir un valor erróneo en el galvanómetro fue el DISEÑO B.

El comprobador de pilas comercial nos dio una visión real del problema y nos ayudó a comprender que para realizar una medición fiable habíamos de MEDIR LA CORRIENTE que proporciona la pila con UNA CARGA.

REALIZADO POR:REALIZADO POR:

MARIOLA PADILLA GARCÍAMARIOLA PADILLA GARCÍAOSCAR ESQUIVEL VÁZQUEZOSCAR ESQUIVEL VÁZQUEZ

Licenciatura en Radioelectrónica NavalLicenciatura en Radioelectrónica NavalSistemas de Instrumentación ElectrónicaSistemas de Instrumentación Electrónica

10 de Abril del 200310 de Abril del 2003