Multimetro

Multimetro analogikoa hainbat neurketa egin ditzakeen tresna da; neurketa desberdinak egiteko galbanometro oso sentsible batean oinarritzen da. Magnitude elektriko bakoitza neurtzeko, galbanometroa zirkuitu elektriko jakin batekin osatzen da. Magnitudearen neurketa galbanometroaren ezaugarri biren araberakoa izango da: barne-erresistentzia (R_i) eta sentsibilitatea. Azken honen arabera, galbanometrotik igarotzen den korronte elektrikoak neurgailuaren orratza eskalan zehar mugiaraziko du.

Galbanometroaz gain, multimetroak hurrengo elementuak ditu:

• Eskala: neurtzen diren magnitude desberdinak agertzen diren eskala anitz bat, zeinetatik orratz bakarra mugitzen den. Bertan neurtutako magnitudearen balioa irakurri daiteke.
• Konmutagailua: Kommutadorearen bitartez multimetroaren magnitude eta neurri maila desberdinen hartean erabili nahi dena hautatzen da. Kommutadoreak kasu bakoitzerako erabili behar den barne-zirkuitua konektatuko du galbanometroarekin.
• Borneak: borne elektriko bi edo gehiago, hauen bitartez multimetroa neurtu nahi dugun zirkuitura konektatu daiteke. Borneek kolore desberdinak izaten dituzte konexioak era egokian egitea errazteko.

Neurketak korronte zuzenean egiten direnean, kolore gorriko bornea potentzial elektriko handiari dagokio (+), eta kolore beltzeko bornea potentzial elektriko txikiari (-). Aldameneko zirkuitu-diagraman, korronte zuzeneko neurketak egiteko zirkuituaren ezkerreko borneak erabiltzen dira. Bertan borneen polaritatea ikusi daiteke. Korronte alternoko neurketak egiteko eskuineko borneak erabiltzen dira. Korronte alternoan neurketa egin aurretik korrontea artezgailu batetik pasarazten da, eta galbanometroak korronte arteztua neurtzen du, ezin bat du korronte alternoa zuzenean neurtu.

Polimetroak pila bat dauka, magnitude pasiboak -erresistentziak- neurtu ahal izateko. Erresistentzien neurketarako zero-doitzea ere badauka.

Ondoren polimetroaren oinarrizko hiru funtzioen -amperemetro, voltmetro eta ohmmetro- zirkuituak azaltzen dira. Amperemetro eta voltmetro funtzioei dagozkien azalpenak, korronte zuzeneko neurketak egiteko, berdin balio dute korronte alternoko neurketentzat, behin korrontea arteztuta -korrontea ondoko irudiko eskuinaldean ikusten den artezgailutik pasaraziz-.

Zirkuitu-diagrama: multimetroa amperemetro funtzioa hautatua duela.

Polimetroak amperemetro funtzioa betetzeko, ${\displaystyle R_{S}}$ erresistentzia bat -shunt erresistentzia- galbanometroarekin paraleloan konektatzen da. ${\displaystyle {R_{S}}}$-ren balioa, orratzak eskala-fondora heltzeko behar duen hautatutako ampere kopuruaren araberakoa izango da.

Neurketa maila desberdinak -eskala-fondo desberdinak- lortzeko shunt erresistentzia bi edo gehiago erabiltzen dira. Multimetroaren kommutadorean neurketa-maila bakoitzarentzat posizio bat egongo da, dagokion ${\displaystyle {R_{S}}}$ erresistentzia hautatuko duena. Adibidez, 10 miliampere, 100 miliampere eta 1 ampereko eskalak dituen multimetroak balio egokidun hiru ${\displaystyle {R_{S}}}$ erresistentzien artean hautatzeko aukera izango du kommutadorean. Korronte handietarako -10 ampere edo handiagoak adibidez- multimetroak borne independenteak izaten ditu, fusible batekin babestuta.

${\displaystyle R_{S}}$ balioa lortzeko: ${\displaystyle I=I_{i}+I_{s}}$
non ${\displaystyle I}$ neurtu nahi den balio maximoa -eskala-fondoa-, ${\displaystyle I_{i}}$ galbanometrotik igarotzen den korrontea, eta ${\displaystyle I_{s}}$ shunt erresistentziatik igarotzen den korrontea diren.

Galbanometroan eta shunt erresistentzian tentsio-jauskerak berdinak dira. Ohmen legeagatik, ${\displaystyle I_{s}\,R_{s}=I_{i}\,R_{i}}$

${\displaystyle I_{s}}$ ordezkatu, eta ${\displaystyle R_{S}}$ askatzen da:

${\displaystyle R_{s}={\frac {I_{i}\,R_{i}}{I-I_{i}}}}$

Ekuazio honekin, kanpoko zirkuituan ${\displaystyle I}$ miliampereko korrontea dagoenean, galbanometrotik ${\displaystyle I_{i}}$ miliampereko korrontea pasatzeko behar den ${\displaystyle R_{s}}$ balioa kalkulatzen da.

Zirkuitu-diagrama: multimetroa voltmetro funtzioa hautatua duela.

Polimetroak voltmetro funtzioa betetzeko, ${\displaystyle R_{v}}$ erresistentzia bat galbanometroarekin seriean konektatzen da. ${\displaystyle R_{v}}$ -ren balioa, orratzak eskala-fondora heltzeko behar duen hautatutako volt kopuruaren araberakoa izango da.

Polimetroaren kommutadoreak tentsio neurketa maila bakoitzarentzat -eskala-fondo bakoitzarentzat- posizio bat izango du, dagokion ${\displaystyle R_{v}}$ erresistentzia hautatuko duena.

Adibidez, 10 volt, 20 volt, 100 volt eta 200 volteko eskalak dituen multimetroak balio egokidun lau ${\displaystyle R_{v}}$ erresistentzien artean hautatzeko aukera izango du kommutadorean.

${\displaystyle R_{v}}$ balioa lortzeko: ${\displaystyle V=I_{i}\,(R_{i}+R_{v})}$

non ${\displaystyle V}$ neurtu nahi den balio maximoa -eskala-fondoa-, ${\displaystyle I_{i}}$ galbanometroak eskala-fondora heltzeko behar duen korrontea eta ${\displaystyle R_{i}}$ galbanometroaren barne erresistentzia diren.

Hemendik ${\displaystyle R_{v}}$ askatu daiteke:

${\displaystyle R_{v}={\frac {V}{I_{i}}}-R_{i}}$

Zirkuitu-diagrama: multimetroa ohmmetro funtzioa hautatua duela.

Multimetro analogikoaren eskala. Erresistentzien eskalan 0 Ω balioa eskala fondoan -eskuinaldean- dago, eta neurtutako erresistentziaren balioa handitzen den heinean orratza ezkerrerantz joango da. Erresistentzien eskala ez-lineala da.

Polimetroak ohmmetro funtzioa betetzeko pila bat dauka, zeinak korronte bat igaro arazten duen neurtu beharreko erresistentziatik eta galbanometrotik.

Neurketa zirkuitua osatzen duten elementuak ${\displaystyle E}$ indar elektroeragiledun eta ${\displaystyle r_{i}}$ barne erresistentziadun pila, zeroa doitzeko ${\displaystyle R_{p}}$ erresistentzia aldagarria, ${\displaystyle R_{i}}$ barne erresistentziadun galbanometroa eta ${\displaystyle R_{p}^{'}}$ babes erresistentzia dira, denak seriean konektatuta.

Lehenengo zeroa doitu behar da: honetarako neurgailuaren terminalak zirkuitu-laburrean konektatzen dira -0 Ω erresistentzia- eta doitze erresistentzia aldagarria erabiliz orratza eskalako 0 Ω posiziora eramaten da. Posizio hau eskalaren eskuinaldean dago, terminalak zirkuitu laburrean daudenean galbanometrotik korronte maximoa igarotzen baita. Terminaletan neurtu nahi den ${\displaystyle R}$ erresistentzia konektatzen denean korrontea gutxitu egingo da eta orratza ezkerrerantz mugituko da. Beraz, erresistentzien eskala eskuinetik ezkerrera handiagotzen da (ikusi argazkia).

Terminalak zirkuitu-laburrean konektatzen direnean eta ${\displaystyle R_{p}}$ erresistentzia aldagarria 0 posizioan doitu, zirkuitutik igarotzen den ${\displaystyle I_{i}}$ korrontea hurrengoa da:

${\displaystyle E=I_{i}\,(R_{i}+r_{i}+R_{p}+R'_{p})}$

${\displaystyle R}$ neurtu nahi den erresistentzia konektatzerakoan, ${\displaystyle I}$ korronte berria hurrengoa da:

${\displaystyle E=I\,(R_{i}+r_{i}+R_{p}+R'_{p}+R)}$

non ${\displaystyle I<I_{i}\,}$

Aurreko ekuazio biak elkartuta, ${\displaystyle R}$-ren balioa ateratzen da:

${\displaystyle R={\frac {E}{I}}-{\frac {E}{I_{i}}}}$

Erresistentzia eta korrontearen arteko erlazioa alderantzizkoa izaterakoan, erresistentzien eskala eskuinetik ezkerrera handitzen da -korronte eskalaren alderantziz-. Aurreko ekuazioaren beste ondorio bat, erresistentzien eskala ez-lineala dela da; korrontea zerora hurbiltzen den neurrian -${\displaystyle R}$ erresistentziaren balio handiak- errorea handiagoa izango da.