Instrumentos básicos de medición PDF

Preview

Summary

it´s notes of class Electrical-Engineering...

Description

Unidad 3 Instrumentos básicos de medición 3.1. Clasificación de los instrumentos de medición analógicos y su construcción.

3.2. Uso y aplicación de: óhmetro, vóltmetro ampérmetro, wáttmetro, vármetro y watthorímetro

Competencia Especifica: Clasifica y utiliza los instrumentos básicos de medición analógicos en la medición de parámetros eléctricos y explica sus principios de funcionamiento, aplicaciones y sus limitaciones para medir los parámetros eléctricos básicos.

3.1. Clasificación de los instrumentos de medición analógicos y su construcción. ¿Que es un instrumento de medición? Un instrumento de medición es un aparato que se usa para medir las magnitudes físicas de distintos fenómenos, como por ejemplo, con un vernier podemos medir el diámetro exterior de una tuerca

sin embargo, estos instrumentos no son sistemas ideales sino reales, por lo tanto tienen una serie de limitaciones que debemos tomar en cuenta para poder juzgar si afectan de alguna manera las medidas que estamos realizando, y poder determinar así mismo la veracidad de las anteriores.

Características de los instrumentos Las características que definen el comportamiento de los instrumentos son las siguientes: -Exactitud y precisión -Error -Resolución -Sensibilidad -Gama y escala -Linealidad Exactitud y precisión Exactitud es capacidad de un instrumento de dar valores de error pequeños. Precisión Cuanto mayor es la precisión menor es la dispersión de los valores de la medición alrededor del valor medido.

Error Se lo define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero.

Resolución Es el menor cambio en la variable del proceso capaz de producir una salida perceptible en el instrumento. Sensibilidad Es la relación entre la respuesta del instrumento (N° de divisiones recorridas) y la magnitud de la cantidad que estamos midiendo. Gama y escala La gama de un instrumento se define como la diferencia entre el máximo y menor valor medible que puede ofrecer el instrumento. La gama puede estar dividida en varias escalas o constar de una sola. Por ejemplo.

Linealidad Expresa lo constante que resulta la sensibilidad del sensor o aparato de medida. Una sensibilidad constante (alta linealidad) facilita la conversión del valor leído al valor medido.

3.2. Uso y aplicación de: óhmetro, vóltmetro ampérmetro, wáttmetro, vármetro y watthorímetro

Ohmímetro El óhmetro (encuadrado en un polímetro analógico) aplica, mediante una pila interna, una diferencia de potencial entre sus terminales cuando no existe en ellos ninguna resistencia y por ello la aguja del aparato marca la máxima lectura . Cuando en los terminales se coloca la resistencia que se desea medir, se produce una caída de tensión y la aguja se desplaza hacia valores inferiores, esto es, de derecha a izquierda. En el polímetro las escalas del voltaje e intensidad crecen de izquierda a derecha, mientras que la escala de resistencias lo hace al revés. ¿Cómo se utiliza el Ohmímetro? Cuando se mide una resistencia lo primero que hay que hacer es poner el aparato en cortocircuito entre sus terminales y ajustar, mediante un tornillo que lleva incorporado, la aguja al valor cero en la escala de las resistencias. Luego, se instala entre los terminales la resistencia a medir y el desplazamiento de la aguja indica el valor de la resistencia leyéndose su valor en la escala. 







Dado que el intervalo de resistencias que se pueden medir es muy amplio, existen distintas escalas las cuales se pueden seleccionar con el cursor, para adaptarse al valor de la resistencia que se desea medir. Si se utiliza un polímetro digital la lectura es inmediata, solamente se debe escoger la escala para la que la resistencia que se desea medir sea inferior al máximo indicado. Una vez colocada la resistencia entre los terminales, la lectura aparece en pantalla. La única precaución al medir resistencias es que ésta no esté alimentada por ninguna fuente de alimentación para que no se altere el valor de la lectura, ni se dañe el polímetro. La medicion en el circuito siempre es en paralelo con respecto al elemento medir.

Voltímetro Un voltímetro es un instrumento de medición que se utiliza para medir la diferencia de potencial eléctrico, también conocido como voltaje, entre dos puntos en una corriente eléctrica. El voltaje se conoce como la energía potencial eléctrica por unidad de carga, es responsable de la conducción de una corriente de un electrón a otro electrón. Se mide la cantidad de carga eléctrica positiva a medida que entre un punto dentro de un circuito eléctrico y luego mide la entrada negativa a medida que pasa a través de otro punto. En términos técnicos, los voltímetros son considerados como amperímetros, esto es porque miden la corriente eléctrica en lugar de la tensión. El voltaje solamente se mide cuando la corriente eléctrica se transmite en el circuito eléctrico a través de la resistencia. Los voltímetros originalmente eran galvanómetros, también se le conocen como multímetros porque también miden la resistencia y la corriente. ¿Qué partes tiene un Voltímetro? Un voltímetro tiene tres partes que usted necesita saber antes de que puedas utilizarlo:   

Terminal de entrada positivo (normalmente color rojo). Terminal de entrada negativo (generalmente color negro). Muestra, donde puedes encontrar los resultados de la medición: Si es analógico tendrás que leer los resultados de una escala. Si es digital, los resultados se mostrarán como una lectura en una pantalla LCD o LED.

¿Cómo funciona un Voltímetro? Ya vimos las partes que conforman un voltímetro, entonces un buen ejemplo para demostrar cómo se utiliza es cuando tratas de determinar la cantidad de carga restante en una batería. Dos cables se utilizan: un cable (el color rojo) está conectado desde el terminal positivo del voltímetro, al extremo positivo de la batería. El otro cable (el color negro) se conecta desde el terminal negativo en el voltímetro hasta el punto negativo de la batería. Poner el medidor de voltaje correcto, el voltaje del voltímetro tienes que ser superior al aparato, pero lo más cercano posible.

Amperímetro El amperímetro es un aparato de medida utilizado para medir la intensidad o corriente eléctrica. Es el instrumento industrial más adecuado y usado para medir intensidades. Recibe su nombre de la unidad de medida para la corriente eléctrica, el amperio y de meter de "medida". El amperímetro mide amperios. En la imagen siguiente puedes ver dos tipos diferentes, uno fijo y el otro portátil. En el esquema de la parte de abajo de la imagen puedes ver como es el símbolo del amperímetro utilizado en los circuitos eléctricos. Como ves es muy sencillo, simplemente es un círculo con una A mayúscula en su interior.

Recuerda: Intensidad de Corriente Eléctrica es el número de electrones que circulan por un conductor (o un circuito) por unidad de tiempo. Podríamos decir que es la velocidad (y cantidad) a la que la carga eléctrica pasa por cualquier punto dado en un circuito. Para saber más: Corriente Electrica. Como se Conecta un Amperimetro Los amperímetros se conectan en serie en el circuito, por lo que es atravesado por la corriente del circuito donde se haya intercalado, y lógicamente, nos medirá la corriente que lo atraviesa, que es la misma que la del circuito.

Los amperímetros portátiles, como pudiste ver, tienen una pinzas cuya misión es simplemente introducirlas por el cable del circuito por el que circula la corriente o intensidad que queremos medir. Las pinzas se abren y dejamos en su interior el cable. Ojo, como ves en la siguiente imagen solo se ponen en un cable, nunca por los dos a la vez. Recuerda, estamos midiendo en serie.

Estos amperímetros también se llaman pinzas amperimétricas. Estas pinzas también suelen medir tensiones. Uso del Amperimetro

Si queremos medir con un amperímetro fijo, lógicamente nunca cortaremos el cable, simplemente desconectaremos un borne (tornillo) de un aparato o de la pila que este conectado en el circuito. Ese borne lo conectaremos a una parte del amperímetro, y la otra parte al cable donde estaba conectado anteriormente el aparato o pila, es decir intercalado con el aparato. Ya está, lo tenemos en serie con el circuito. Una solución sencilla es conectar un borne del amperímetro a un borne de la pila y el otro al cable que estaría conectado a la pila o fuente de tensión.

Wattmetro . Instrumento de medición eléctrico que mide la potencia eléctrica, este esta constituido por un voltímetro y un amperímetro ya que relacionados estos con la siguiente fórmula nos da como resultado la potencia. VA = W

Conexión Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la móvil se conecta en paralelo. Además, en los Wattmetro analógicos la bobina móvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y está en fase con ella.

La bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella. El resultado de esta disposición

es que en un circuito de corriente continua, la deflexión de la aguja es proporcional tanto a la corriente como al voltaje, conforme a la ecuación W=VA o P=EI

En un circuito de corriente alterna la deflexión es proporcional al producto instantáneo medio del voltaje y la corriente, midiendo pues la potencia real y posiblemente (dependiendo de las características de carga) mostrando una lectura diferente a la obtenida multiplicando simplemente las lecturas arrojadas por un voltímetro y un amperímetro independientes en el mismo circuito.

Wattmetro electrónico Los wattmetro electrónicos se usan para medidas de potencia directas y pequeñas o para medidas de potencia a frecuencias por encima del rango de los instrumentos de tipo electrodinamómetro.

BIBLIOGRAFIA

SERWAY, Raymond. Física. Tomo II. Iztalapa. Cuarta Edición. Editorial Mc GrawHill 1998.

SEAR, Francis. Física Universitaria Volumen 2. Naucalpan de Juárez: PearsonEducatión 1999.

JOHNSON, David. Análisis Básico de Circuitos Eléctricos. México: Prentice hallHispanoamérica. 1996.

Tecnología Eléctrica. Aut.: A. Castejón, G. Santamaría. Ed. Mc Graw Hil

Tecnología Eléctrica básica. Aut.: J.A. Minguela, Cabre. Ed.: Edebe

Lecciones de Electricidad. Aut.: J. Ney, G. Louis. Ed.: Marcombo

BOYLESTAD, Robert L.(1980). Análisis Introductorio de Circuitos. Edit. Trillas, S.A. E. BRENNER-M, Javid. (1977). Análisis de Circuitos en Ingeniería. Mc Graw Hill. RAS, Enrique (1975). Transformadores de Potencia de Medida y de Protección Marcombo Boixareu Editores.

CUESTIONARIO ¿Qué es un instrumento de medición? Un instrumento de medición es un aparato que se usa para medir las magnitudes físicas de distintos fenómenos. ¿Cuáles son las características de los instrumentos? -Exactitud y precisión -Error -Resolución -Sensibilidad -Gama y escala -Linealidad ¿Qué partes tiene un Voltímetro? Un voltímetro tiene tres partes que usted necesita saber antes de que puedas utilizarlo:  

Terminal de entrada positivo (normalmente color rojo). Terminal de entrada negativo (generalmente color negro).

¿Qué funciones tiene un Voltímetro? La mayoría de voltímetros tienen al menos estas funciones:       

Mediciones y ensayos precisos para una variedad de aparatos electrónicos. Mide los voltajes. Mide la corriente continua. Mide la continuidad. Mide la resistencia. Mide los transistores. Prueba la batería.

¿Cómo se utiliza el Ohmímetro? Cuando se mide una resistencia lo primero que hay que hacer es poner el aparato en cortocircuito entre sus terminales y ajustar, mediante un tornillo que lleva incorporado, la aguja al valor cero en la escala de las resistencias.

GLOSARIO medir: es comparar una magnitud con otra, tomada de manera arbitraria como referencia, denominada patrón y expresar cuántas veces la contiene. Voltímetro: Es un instrumento que sirve para medir la(diferencial de potencial, voltaje o fuerza electromotriz)que al caso da eso es igual a la tensión eléctrica entre dos puntos de un circuito eléctrico. Amperímetro: es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuitoeléctrico. Tester o multímetro: también denominado polímetro es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas, como corriente eléctrica y potencial(tensiones), o pasivas, como resistencias, las medidas pueden realizarse para corriente continua como alterna y en varios márgenes de medida cada una.

Exactitud es capacidad de un instrumento de dar valores de error pequeños. Precisión Cuanto mayor es la precisión menor es la dispersión de los valores de la medición alrededor del valor medido. Error: es lo define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero. tensión eléctrica: potencial es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado Corriente eléctrica: circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado Energía: es la capacidad que poseen los cuerpos para poder efectuar un trabajo a causa de su constitución (energía interna), de su posición (energía potencial) o de su movimiento (energía cinética). voltaje: es la energía potencial eléctrica por unidad de carga, medido en julios por culombio ( = voltios). A menudo es referido como "el potencial eléctrico", el cual se debe distinguir de la energía de potencial eléctrico, haciendo notar que el "potencial" es una cantidad por unidad de carga FEM : La fuerza electromotriz o voltaje inducido (representado fem, FEM o ) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico....