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• Julieth Merino

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Instrumentos para medir la electricidad

Instrumentos para medir la electricidad • Las mediciones eléctricas se realizan con aparatos especialmente diseñados según la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua O pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, tensión e intensidad.

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La información que suministran los instrumentos de medición eléctrica se da normalmente en una unidad eléctrica estándar: ohmios, voltios, amperios, culombios, henrios, faradios, vatios o julios. Unidades eléctricas, unidades empleadas para medir cuantitativamente toda clase de fenómenos electrostáticos y electromagnéticos, así como las características electromagnéticas de los componentes de un circuito eléctrico. Las unidades eléctricas empleadas en técnica y ciencia se definen en el Sistema Internacional de unidades. Sin embargo, se siguen utilizando algunas unidades más antiguas. Unidades SI La unidad de intensidad de corriente en el Sistema Internacional de unidades es el amperio. La unidad de carga eléctrica es el culombio, que es la cantidad de electricidad que pasa en un segundo por cualquier punto de un circuito por el que fluye una corriente de 1 amperio. El voltio es la unidad SI de diferencia de potencial y se define como la diferencia de potencial que existe entre dos puntos cuando es necesario realizar un trabajo de 1 julio para mover una carga de 1 culombio de un punto a otro. La unidad de potencia eléctrica es el vatio, y representa la generación o consumo de 1 julio de energía eléctrica por segundo. Un kilovatio es igual a 1.000 vatios.

• Las unidades también tienen las siguientes definiciones prácticas, empleadas para calibrar instrumentos: el amperio es la cantidad de electricidad que deposita 0,001118 gramos de plata por segundo en uno de los electrodos si se hace pasar a través de una solución de nitrato de plata; el voltio es la fuerza electromotriz necesaria para producir una corriente de 1 amperio a través de una resistencia de 1 ohmio, que a su vez se define como la resistencia eléctrica de una columna de mercurio de 106,3 cm de altura y 1 mm2 de sección transversal a una temperatura de 0 ºC. El voltio también se define a partir de una pila voltaica patrón, la denominada pila de Weston, con polos de amalgama de cadmio y sulfato de mercurio (I) y un electrolito de sulfato de cadmio. El voltio se define como 0,98203 veces el potencial de esta pila patrón a 20 ºC. • En todas las unidades eléctricas prácticas se emplean los prefijos convencionales del sistema métrico para indicar fracciones y múltiplos de las unidades básicas. Por ejemplo, un microamperio es una millonésima de amperio, un milivoltio es una milésima de voltio y 1 megaohmio es un millón de ohmios.

CLASIFICACION DE APARATOS DE MEDIDA • Los aparatos para medición eléctrica se pueden clasificar de diferentes formas. Por su funcionamiento Según la forma de lectura

Según el tipo de corriente al que se conecta

Según la posición en que se usan

Según la forma en que se utilizan.

A. SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO Magnétic os Electromag néticos: Vibración Térmicos Electrónic os

De Bobina móvil

De Hierro móvil

B. SEGÚN LA POSICIÓN EN QUE DEBEN USARSE · Horizontales. Deben usarse

siempre en posición horizontal, en este caso llevan grabado en el tablero el símbolo: · Verticales. Deben estar en posición vertical en el momento de usarse. Llevan grabado en el tablero el símbolo:

· Inclinadas. Deben emplearse con una inclinación determinada, que se simboliza con:

C. SEGÚN LA FORMA EN QUE SE UTILIZAN • Fijos: Son los que se construyen para ser colocados en tableros, cuando se desea una indicación permanente de la magnitud que se controla. • Portátiles: Son instrumentos que podemos transportar, mediante el uso de un protector. Se utilizan para hacer medidas en lugares donde se quiera comprobar el valor de la tensión o de la corriente u otra magnitud.

D. SEGÚN EL TIPO DE CORRIENTE AL CUAL DEBEN SER CONECTADOS · Instrumentos para corriente continua (C.C. o D.C.) · Instrumentos para corriente alterna (C.A. o A.C.) ·

Instrumentos para ambas corrientes (C.A. y C.C.) llamados universales.

E. SEGÚN LA FORMA DE LECTURA a. Contadores: Registran, mediante el uso de números, el valor de la medición. Un ejemplo claro de este caso es el contador de energía eléctrica.

b. Registradores: Mediante una aguja trazan sobre un papel líneas curvas que luego deben ser analizados por el operario. Ejemplo los sismógrafos. También en una pantalla digital muestra los datos registrados Son muy utilizados en las subestaciones eléctricas. Ejemplo el analizador de redes eléctricas.

c. Indicadores: Señalan un valor directamente sobre una escala o una pantalla, en el instante de la medición. Puede ser de AGUJA también llamados ANALÓGICOS o los que usan una pantalla digital llamados DIGITALES.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MULTIMETROS MULTIMETRO ANALOGICO • Menor resolución y lectura mas complicada • Son sensible a la inversión de la polaridad • Su lectura se ve afectada por las vibraciones • Son mas fiables a la hora de realizar mediciones que varía rápidamente en el tiempo

MULTIMETRO DIGITAL • La indicación se realiza a través de dígitos en una pantalla de cristal líquido LCD. • La medición es mas precisa pero a su vez mas lenta. • Soportan mayores intensidades. • Son mas precisos cuando la medición s e realiza en trabajo con vibraciones. • Poseen dispositivos de protección. • No se daña ante la inversión de la polaridad.

El Ohmímetro • Es un arreglo de los circuitos del voltímetro y del amperímetro, pero con una batería y una resistencia. Dicha resistencia es la que ajusta en cero el instrumento en la escala de los ohmios cuando se cortocircuitan los terminales. En este caso, el voltímetro marca la caída de voltaje de la batería y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en la escala.

Uso del Ohmimetro • La resistencia a medir no debe estar conectada a ninguna fuente de tensión o a ningún otro elemento del circuito, pues causan mediciones inexactas. • Se debe ajustar a cero para evitar mediciones erráticas gracias a la falta de carga de la batería. En este caso, se debería de cambiar la misma • Al terminar de usarlo, es más seguro quitar la batería que dejarla, pues al dejar encendido el instrumento, la batería se puede descargar totalmente.

Utilidad del Ohmimetro • Su principal consiste en conocer el valor Ohmico de una resistencia desconocida y de esta forma, medir la continuidad de un conductor y por supuesto detectar averías en circuitos desconocidos dentro los equipos

El Voltímetro • Es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de medición es el voltio (V) con sus múltiplos: el mega voltio (MV) y el kilovoltio (KV) y sub.-Múltiplos como el mili voltio (mv) y el micro voltio. Existen voltímetros que miden tensiones continuas llamados voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos. Sus características son también parecidas a las del galvanómetro, pero con una resistencia en serie..

Uso del Voltímetro • Es necesario conectarlo en paralelo con el circuito, tomando en cuenta la polaridad si es C.C. • Se debe tener un aproximado de tensión a medir con el fin de usar el voltímetro apropiado • Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada. • Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.

Utilidad del Voltímetro • Conocer en todo momento la tensión de una fuente o de una parte de un circuito. Cuando se encuentran empotrados en el Laboratorio, se utilizan para detectar alzas y bajas de tensión. Junto el Amperímetro, se usa con el Método ya nombrado

El Amperímetro • Es el instrumento que mide la intensidad de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el amperio y sus submúltiplos, el miliamperio y el microamperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos corriente continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos corriente alterna, usaremos el electromagnético.

Uso del Amperímetro • Es necesario conectarlo en serie con el circuito • Se debe tener un aproximado de corriente a medir ya que si es mayor de la escala del amperímetro, lo puede dañar. Por lo tanto, la corriente debe ser menor de la escala del amperímetro • Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada. Si no se siguen estas reglas, las medidas no serían del todo confiable y se puede dañar el eje que soporta la aguja. • Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero. • Las lecturas tienden a ser más exactas cuando las medidas que se toman están intermedias a al escala del instrumento. • Nunca se debe conectar un amperímetro con un circuito que este energizado.

Utilidad del Amperímetro • Su principal, conocer la cantidad de corriente que circula por un conductor en todo momento, y ayuda al buen funcionamiento de los equipos, detectando alzas y bajas repentinas durante el funcionamiento. Además, muchos Laboratorios lo usan al reparar y averiguar subidas de corriente para evitar el malfuncionamiento de un equipo • Se usa además con un Voltímetro para obtener los valores de resistencias aplicando la Ley de Ohm. A esta técnica se le denomina el “Método del Voltímetro - Amperímetro”

MILIAMPERÍMETRO • Es un medidor de corriente en unidades inferiores a 1 Amperio con una escala que depende del rango del medidor, puede ser de aguja o digital , en cualquier caso las unidades se expresan en miliamperios y la lectura es a partir de 0,001 A

Preparación para la medición con el miliamperímetro

Partes del miliamperímetro Partes del miliamperímetro: 1. Pinza de medición 2. Tecla de iluminación 3. Selector de funciones 4. Tecla de memoria y de iluminación de la pantalla 5. Pantalla LCD 6. Tecla de apertura de la pinza 7. Tecla cero para corriente DC 8. Lámpara de señalización de control de tensión sin contacto 9. Superficie del sensor para el control de tensión sin contacto

El Galvanómetro • son los instrumentos principales en la detección y medición de la corriente. Se basan en las interacciones entre una corriente eléctrica y un imán. El mecanismo del galvanómetro está diseñado de forma que un imán permanente o un electroimán produce un campo magnético, lo que genera una fuerza cuando hay un flujo de corriente en una bobina cercana al imán.

• Los galvanómetros tienen denominaciones distintas según la magnitud de la corriente que pueden medir. • Microamperímetros • Un microamperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio. • Los galvanómetros convencionales no pueden utilizarse para medir corrientes alternas, porque las oscilaciones de la corriente producirían una inclinación en las dos direcciones. • Electrodinamómetros • Sin embargo, una variante del galvanómetro, llamado electrodinamómetro, puede utilizarse para medir corrientes alternas mediante una inclinación electromagnética. Este medidor contiene una bobina fija situada en serie con una bobina móvil, que se utiliza en lugar del imán permanente del galvanómetro. Dado que la corriente de la bobina fija y la móvil se invierte en el mismo momento, la inclinación de la bobina móvil tiene lugar siempre en el mismo sentido, produciéndose una medición constante de la corriente. Los medidores de este tipo sirven también para medir corrientes continuas. .

• Medidores de aleta de hierro • Otro tipo de medidor electromagnético es el medidor de aleta de hierro o de hierro dulce. Este dispositivo utiliza dos aletas de hierro dulce, una fija y otra móvil, colocadas entre los polos de una bobina cilíndrica y larga por la que pasa la corriente que se quiere medir. La corriente induce una fuerza magnética en las dos aletas, provocando la misma inclinación, con independencia de la dirección de la corriente. La cantidad de corriente se determina midiendo el grado de inclinación de la aleta móvil. • Medidores de termopar • Para medir corrientes alternas de alta frecuencia se utilizan medidores que dependen del efecto calorífico de la corriente. En los medidores de termopar se hace pasar la corriente por un hilo fino que calienta la unión de termopar. La electricidad generada por el termopar se mide con un galvanómetro convencional. En los medidores de hilo incandescente la corriente pasa por un hilo fino que se calienta y se estira. El hilo está unido mecánicamente a un puntero móvil que se desplaza por una escala calibrada con valores de corriente.

El Multímetro:

El Multímetro analógico: • Es el instrumento que utiliza en su funcionamiento los parámetros del amperímetro, el voltímetro y el Ohmimetro. Las funciones son seleccionadas por medio de un conmutador. Por consiguiente todas las medidas de Uso y precaución son iguales y es multifuncional dependiendo el tipo de corriente (C.C o C.A.)

El Multímetro Digital (DMM): • Es el instrumento que puede medir el amperaje, el voltaje y el Ohmiaje obteniendo resultados numéricos - digitales. Trabaja también con los tipos de corriente • Comprende un grado de exactitud confiable, debido a que no existen errores de paralaje. Cuenta con una resistencia con mayor Ohmiaje al del analógico y puede presentar problemas de medición debido a las perturbaciones en el ambiente causadas por la sensibilidad.

Fuentes de Poder • Son aparatos utilizados para darle una ganancia de electricidad regulada a los instrumentos de medición según resistencia (voltaje) e intensidad (amperaje). Las fuentes de poder utilizadas en Laboratorios son extraíbles y portables, lo cual hacen de este aparato algo bien practico. • Se dividen en dos tipos, los completos y los prácticos según la función o el Uso que tenga y son capaces de regular la salida de ganancia según los parámetros ya nombrados con un margen de error porcentual bajo para mejorar y dar practica a ejercicios de medición.