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CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA

UNIDAD Nº II

Instrumentos de medición.

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Introducción

Durante la presente semana se revisarán los conceptos de medición de parámetros en

corriente continua, para lo cual se estudiará el uso del multímetro, tester o también llamado

multitester.

Este instrumento es uno de los equipos más utilizados al momento de verificar el

funcionamiento de un circuito eléctrico, ya que su nombre de multímetro o multitester, se

debe a que es capaz de medir múltiples variables de un circuito, es decir, puede medir

varios parámetros eléctricos, dependiendo de cómo se ajuste.

Los parámetros más comunes son voltaje, corriente y resistencia, además con estos

valores, puedo determinar el valor de la potencia eléctrica, aunque existen otros

instrumentos que se verán en otras asignaturas, que permiten leer directamente dicha

variable, preferentemente en circuitos de corriente alterna, como el de la red eléctrica

domiciliaria.

SEMANA 1

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Ideas Fuerza

1. Describe las características fundamentales de un multímetro.

Para poder utilizar un multímetro, debo poder conocer los equipos, comprender los

parámetros fundamentales que me permitan escoger determinado instrumento

dependiendo de las características de la medición a realizar, ya sea por la forma de

hacer la medición o por las magnitudes que alcanza la variable a medir. No es lo

mismo medir una corriente de unas cuantas milésimas de ampere, a medir una

corriente de cientos de ampere, de hecho, las dimensiones del circuito ya son muy

distintas, siendo un circuito que puede ser parte de una placa electrónica o de

circuito impreso (PCB en inglés) de unos cuantos milímetros en el primer caso, o un

circuito dónde sólo el cable puede ser varios centímetros de diámetro, como sería

en la segunda opción.

2. Realiza mediciones de variables eléctricas.

Al trabajar en electricidad o áreas de estudios que la requieren para poder accionar

y/o alimentar ciertos componentes o artefactos, es necesario poder verificar una o

más de una variable eléctrica de un circuito, para chequear funcionamiento, verificar

cálculos o para diagnóstico, lo que implica que debemos medir corriente, voltaje y

resistencia, entre otros posibles parámetros.

3. Realiza simulaciones para efectuar mediciones de parámetros eléctricos.

Al trabajar con circuitos eléctricos, a nivel de diseño o a nivel de estudio de la

electricidad (como en este curso), es imprescindible el uso de simuladores en base

a software de computadoras o hoy en día, en aplicaciones móviles, que nos permiten

verificar de manera simulada el funcionamiento de un circuito eléctrico, por lo cual

es preciso saber insertar instrumentos para la verificación de los parámetros

calculados, además que por lo general estos simuladores trabajan con simbología

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internacionalmente estandarizada, lo que nos permite, además, conocer los

símbolos usados para la medición de circuitos.

Multímetro

Uno de los instrumentos más ocupados para medir múltiples cantidades eléctricas son

los multitester o multímetros. Los equipos más básicos pueden medir como mínimo tres

tipos de magnitudes eléctricas como:

• Voltajes (Alternos y continuos)

• Corrientes (Alternas y continuas)

• Resistencia eléctrica (Será definida en la segunda guía de laboratorio)

El multímetro puede ser de dos clases:

• Analógico: En los multímetros analógicos la lectura de la medición se realiza

evaluando la posición de una aguja móvil en una escala graduada.

• Digital: En los multímetros digitales, la lectura se realiza directamente en un

visualizador de cristal líquido o pantallas LCD, donde los valores se presentan

directamente en forma de dígitos.

Los instrumentos digitales presentan algunas ventajas sobre los analógicos, antes que

nada, los errores de lectura se eliminan, así como también los órganos mecánicos que

están en movimiento. De las características de un instrumento de medición, digital o

analógico, depende su rendimiento y por lo tanto su fiabilidad. Los parámetros más

importantes son:

• Sensibilidad

• Rango

• Precisión

ERRORES DE MEDICIÓN

Medir una cantidad significa compararla con otra que es homogénea a ella. Para medir,

por ejemplo, la longitud de una habitación usamos el metro como elemento homogéneo

de comparación. De todas maneras, cuando se efectúan algunas mediciones se cometen

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fácilmente algunos errores, por lo que el valor medido a menudo no coincide con el valor

real, además que cuando se fabrican los componentes eléctricos, siempre existe en ellos

una tolerancia, es decir un porcentaje de error entre lo que mide un componente y lo que

se supone que debiese medir, como es el caso de los resistores eléctricos, lo cual se

traduce en que los parámetros medidos que dependen de ellos, también estarán afectos

a esta tolerancia.

Durante una medición se pueden cometer esencialmente dos tipos de errores.

• Errores sistemáticos: son errores que se manifiestan cada vez que se realiza la

medición; son debidos generalmente a imperfecciones de los instrumentos o al

método adoptado para dicha medición.

• Errores accidentales: estos errores no pueden ser completamente previstos,

debido a factores ambientales, a contactos defectuosos o a errores de lectura.

En particular los errores de lectura se manifiestan cuando se usan instrumentos en los

cuales la medición se aprecia mediante el movimiento de una aguja en una escala

graduada. En este caso, la precisión de la medición depende de la habilidad del operador

para apreciar el valor incluido entre dos divisiones (error de apreciación), y de la posición,

perpendicular al plano de la escala u oblicuo a este plano, adoptada por el operador para

efectuar la medición (errores de paralaje).

Los errores accidentales pueden ser generalmente reducidos realizando la medición más

de una vez y calculando un promedio de los valores medidos.

En base a las consideraciones hechas hasta ahora, la diferencia entre el valor medido y

el valor exacto o teórico, se define como error absoluto:

Ea = Xm – XT

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Nota: Las barras verticales en la ecuación corresponden al valor absoluto de cálculo

realizado, es decir, sólo el valor número o magnitud, sin considerar el signo.

El valor exacto no lo conocemos, pero es sólo una hipótesis ya que no puede

determinarse por medio de mediciones, debido a que no existen instrumentos de

mediciones y unidades de muestras sin errores, por lo cual lo más ocupado es un valor

referencial o un valor calculado a través de las leyes físicas que están implícitas en el

fenómeno medido y por lo general se denomina valor nominal, que corresponde a los

nombramos como valor estándar. Un ejemplo de esto es la batería de los vehículos, que

se dice que son de 12 V, pero al estudiar los sistemas eléctricos automotrices, se puede

evidenciar que una batería automotriz debe tener 12,6 V para tener el 100% de carga y

cuando presenta 12 V reales, realmente está casi entre el 30 y el 40% de la carga, por

lo que en la realidad los 12 V, corresponden al valor de una batería ya “gastada”, pero

aun así se venden como baterías de 12 V.

Se puede percibir fácilmente que el concepto de error absoluto no es suficiente para

aclarar la idea de "precisión" de una medición; de hecho, cometer un error de 1 cm en

una medición de 3 cm de largo es más importante que cometer el mismo error en una

medición de 1 Km. Por lo tanto, para expresar la precisión de una medición, se recurre

al error relativo porcentual, es decir, la razón entre el error absoluto y el valor referencial

o teórico multiplicado por cien:

%100% =TX

EaEr

Er%: Error relativo porcentual

Ea: Error absoluto

XT: Valor teórico (o nominal en su defecto).

DEFINICIONES

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A continuación, se muestra la terminología ocupada para describir y seleccionar los

instrumentos ocupados para medir variables físicas en procesos industriales, las cuales

se encuentran descritas en las hojas de datos de estos equipos. Las definiciones de los

términos aquí empleados, se relacionan con las sugerencias hechas por la SAMA

(Sientific Apparatus Markers Association), de los cuales veremos algunos de ellos.

Campo de medida (range): Espectro o conjunto de valores de la variable medida que

están comprendidos dentro de los limites superior e inferior de la capacidad de medida

o transmisión del instrumento; viene expresado estableciendo los dos valores extremos.

Por ejemplo; el campo de medida de un determinado instrumento de temperatura es 100-

300 ºC.

r = Xmin - Xmax

donde:

r : rango de medida del instrumento

Xmin : límite inferior de la capacidad de medida del instrumento

Xmax : límite superior de la capacidad de medida del instrumento.

Nota importante: En la expresión anterior el símbolo “ - ” no indica la operación aritmética

de sustracción, si no, expresa la separación de dos valores límite. En todas las

expresiones subsiguientes, los símbolos aritméticos adquieren su significado común, a

menos que se indique explícitamente lo contrario.

Dinámica de medida o rangeabilidad (rangeability): Es el cociente entre el valor de

medida superior e inferior de un instrumento.

En el ejemplo anterior sería de 300/100 = 3.

De esta forma la dinámica de medida se puede expresar como:

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d = Xmax

Xmin

donde:

d : dinámica de medida

Xmin : límite inferior de la capacidad de medida del instrumento

Xmax : límite superior de la capacidad de medida del instrumento

Alcance (Span): Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del

campo de medida de un instrumento. Por ejemplo, en un instrumento de temperatura de

rango 100-300 su alcance será: 300 – 100 = 200. De esta forma podemos expresar el

alcance como:

s = Xmax Xmin

donde:

s : alcance de medición del instrumento.

Xmin : límite inferior de la capacidad de medida del instrumento

Xmax : límite superior de la capacidad de medida del instrumento

Exactitud (Accuracy): Es la cualidad de un instrumento de medida por la cual tiende a

dar lecturas próximas al verdadero valor de la magnitud medida.

Precisión: Es la tolerancia de la medida o de transmisión del instrumento (intervalo

donde es admisible que se sitúe el valor de la variable medida) y define los límites de los

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errores cometidos cuando el instrumento se emplea en condiciones normales de servicio

durante un período de tiempo determinado (normalmente 1 año).

La precisión se puede expresar de varias formas distintas:

a.- Tanto por ciento del alcance. Por ejemplo; En un instrumento de temperatura de

rango 100-300ºC, el alcance es 200º. Si se realiza una medición de 150ºC, y el error

indicado por el fabricante es 0,5% del alcance, entonces el valor real será; 150º 0,5

x 200/100 = 150º 1. Es decir, el valor real de la temperatura estará entre 149º y 151º.

De esta forma, la formula para encontrar el rango de tolerancia respecto de un valor

medido cuando la precisión está expresada en tanto por ciento del alcance será:

donde:

p : precisión dada en tanto por ciento del alcance.

a : alcance.

Xm : valor leído o transmitido de la variable medida.

X± : valor real de la variable medida con su rango de tolerancia (P. Ejem: 150º 1º).

b.- Directamente en unidades de la variable medida. Ejemplo: Precisión de 1ºC.

c.- Tanto por ciento de la lectura efectuada. Ejemplo: Precisión de 1% de 150 es

1,5º C. De esta forma, la expresión para determinar el rango de tolerancia respecto del

valor medido cuando la precisión está expresada en tanto por ciento del valor medido

será:

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p : precisión dada en tanto por ciento del alcance.

Xm : valor leído o transmitido de la variable medida.

X± : valor real de la variable medida con su rango de tolerancia (P. Ejem: 150º 1º).

d.- Tanto por ciento del valor máximo del campo de medida. Ejemplo: Si el campo

de medida máximo de un instrumento de temperatura es 300º C y su precisión en tanto

por ciento del valor máximo del campo de medida es de 0,5%, entonces la tolerancia

quedará expresada independiente del valor leído o transmitido, como 0,5% de 300º C

= 1,5º C. De esta forma, cuando la precisión está expresada en tanto por ciento del

valor máximo del campo de medida, la expresión para determinarla será:

donde:

p : precisión dada en tanto por ciento del alcance.

a : alcance.

Xmax : límite superior de la capacidad de medida del instrumento

X± : valor real de la variable medida con su rango de tolerancia (P. Ejem: 150º 1º).

e.- Tanto por ciento de la longitud de la escala. Ejemplo: si la longitud de escala de

un instrumento medidor de voltaje (voltímetro) está fijado en la escala de 300 Volts, la

precisión 0,5% representa 1,5 Volts. De esta forma la expresión que representa la

tolerancia de una medición en una escala determinada cuando la precisión está dada en

tanto por ciento de la longitud de escala será:

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donde:

p : precisión dada en tanto por ciento del alcance.

A : alcance.

XS : longitud de escala en la cual se realiza la medición.

X± : valor real de la variable medida con su rango de tolerancia (P. Ejem: 250 1,5V).

Zona Muerta (dead zone o dead band): Es el campo de valores de la variable que no

hace variar la indicación o la señal de salida del instrumento, es decir, que no produce

su respuesta. Viene dada en tanto por ciento del alcance de la medida. Por ejemplo; En

un instrumento de temperatura de campo de medida 100ºC – 300ºC, es decir, con

alcance de 200ºC se indica que su zona muerta corresponde a 0,1%, es decir, 0,1 x 200

/ 100 = 0,2º C. La expresión matemática que representa esta relación está dada por:

donde:

DZ : tolerancia del valor de la variable de zona muerta.

dz : tanto por ciento de zona muerta en términos de % del alcance del instrumento.

A : alcance.

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Sensibilidad ( Sensitivity ): Es la razón entre el incremento de la lectura y el incremento

de la variable que lo ocasiona, después de haberse alcanzado el estado de reposo. Por

ejemplo, si en un transmisor electrónico de 0 a 10 bar, la presión pasa de 5 a 5,5 bar y

la señal de salida de 11,9 a 12,3 mA c.c., la sensibilidad es el cociente:

Viene dada en tanto por ciento del alcance de la medida. Si la sensibilidad de un

instrumento de temperatura de alcance 200ºC es de 0,05 %, su valor será de 0,05 x

200 / 100 = 0,1 ºC/ ºC. De esta forma, la expresión para determinar el valor de

sensibilidad de un instrumento será:

donde:

S : tolerancia del valor de la sensibilidad.

s : tanto por ciento de sensibilidad en términos de % del alcance del instrumento.

a : alcance.

Otros Términos

Otros términos empleados en las especificaciones de instrumentos son los siguientes:

Confiabilidad: Medida de la probabilidad de que un instrumento continúe

comportándose dentro de límites especificados de error a lo largo de un tiempo

determinado y bajo condiciones especificadas.

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Resolución: Magnitud de los cambios de escalón de la señal de salida (expresados en

tanto por ciento de la salida de toda la escala) al ir variando continuamente la medida en

todo el campo. Es también el grado con que el instrumento puede discriminar valores

equivalentes de una cantidad, o la menor diferencia de valor que el aparato puede

distinguir. Por ejemplo, el cambio de escalón de un voltímetro es de 0,1 Volts en la escala

de 0 a 10V, por lo tanto su resolución en esa escala será; ( 0,1V / 10V ) x 100% = 1%.

Resolución infinita: Capacidad de proporcionar una señal de salida progresiva y

continua en todo el campo de trabajo del instrumento. Por ejemplo, en un voltímetro

analógico, la aguija se mueve de forma continua a través de todo el campo de medida y

no cambia entre escalones, aunque se indiquen con líneas sobre el instrumento.

Trazabilidad (Traceability): Propiedad del resultado de las mediciones efectuadas con

un instrumento o con un patrón, tal que puede relacionarse con patrones nacionales o

internacionales, mediante una cadena ininterrumpida de comparaciones, con todas las

incertidumbres determinadas.

Ruido: Cualquier perturbación eléctrica o señal accidental no deseadas que modifica la

transmisión, indicación o registro de los datos deseados.

Linealidad: La aproximación de una curva de calibración a una línea recta especificada.

Linealidad basada en puntos: Falta de linealidad expresada en forma de desviación

máxima con relación a una línea recta que pasa a través de los puntos dados

correspondientes al cero y al 100% de la variable medida.

Estabilidad: Capacidad de un instrumento para mantener su comportamiento durante

su vida útil y de almacenamiento especificado.

Temperatura de servicio: Campo de temperaturas en el cual se espera que trabaje el

instrumento dentro de límites de error especificados.

Vida útil de servicio: Tiempo mínimo especificado durante el cual se aplican las

características de servicio continuo e intermitente del instrumento sin que se presenten

cambios en su comportamiento más allá de tolerancias especificadas.

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Medición de Resistencia

ÓHMETRO U OHMIMETRO

Este instrumento básicamente sirve para medir

resistores, está conformado por un miliamperímetro de bobina

móvil, el cual podemos decir, que es el componente principal;

además de un resistor limitador, un reóstato para el ajuste de la

escala y 1 pila o más.

OPERACION: El lado positivo de la o las pilas se conecta al

positivo del medidor, el resistor y el reóstato se conectan en el

negativo, en serie. Luego el negativo de la pila es una punta de

prueba y en el extremo sin conexión del reóstato es la segunda

punta de prueba. Entre las 2 puntas conectamos el resistor en

prueba, el cual cierra el circuito y nos da el valor del mismo (Ver

figura de la derecha)

Para este caso, si el resistor en prueba es de 0 ohmios la aguja del instrumento

girará hasta el otro extremo. Para ajustar la escala del instrumento se deberá tener

resistores de los cuales se conozca su valor e ir numerando la carátula del

instrumento según las lecturas, podría ser, por ejemplo, un resistor de 1k, 2k, 5k,

10k, etc. y afinar el ajuste con el mini-potenciómetro R2.

Por lo tanto, antes de utilizar un óhmetro analógico, se deben unir las puntas y

ajustar el potenciómetro para que el instrumento posicione la ajuga en el valor cero.

Ya que recordemos que un cable conductor, como las puntas de prueba, deben

tener una resistencia eléctrica muy pequeña, para que no influyan en la medición

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y así se transporte toda la corriente. Esta técnica de posicionar previamente la

aguja en cero, se denomina procedimiento de ajuste del instrumento.

Referencia de imagen: https://onprotec.com/tienda/tester-multimetro-analogico-

yx-360tr/

OHMETRO DIGITAL: En el caso de un ohmetro digital, el principio, podríamos

decir que es el mismo, o sea que necesitamos saber el valor de un resistor X, sólo

que en este instrumento se debe disponer de un circuito electrónico que transforme

las variaciones medidas en números que serán desplegados en una pantalla.

Para medir la resistencia de un conductor o de un

componente del circuito es necesario que al menos uno

de sus terminales sea separado del circuito, por dos

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razones fundamentales: primero para evitar que la

medición sea alterada por la presencia de otras

resistencias, segundo para evitar que el instrumento sea atravesado por la

corriente del circuito que podría dañarlo. Por lo tanto, COMO NORMA DE

SEGURIDAD, AL MEDIR RESISTENCIA EL COMPONENTE NO DEBE ESTAR

ENERGIZADO. Los terminales de prueba del instrumento se conectan en paralelo

al dispositivo a medir.

Para medir un resistor se debe adecuar el tester para medir resistencia, ajustando el

rango de medición en la escala más cercana superior posible del valor a medir, para lo

cual deberá tomar como referencia el valor teórico del resistor, dado por el código de

colores. Para el ejemplo de la imagen, se quiere medir un resistor de 15,5KΩ, por lo que

se toma la escala más grande posible superior, que para este instrumento será de 20 K.

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Luego, con el multímetro encendido, realizar la medición del resistor, ya sea del elemento

fuera del circuito o directamente sobre el componente en un circuito impreso, pero con

el circuito desenergizado.

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Referencias de imagen:

https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-

to-use-a-multimeter/measuring-

resistance

https://circuitsify.com/pcb-assembly-

services-china-pcba-manufacturing/

Medición de voltaje

Cualquiera sea el tipo de instrumento que se use, analógico o digital, la medición se

realiza conectando los terminales del voltímetro a los terminales del componente cuyo

voltaje queremos medir. Ya que las cantidades que deben ser medidas en el circuito no

se alteran debido a la inserción del instrumento, es necesario que el voltímetro presente

una muy alta resistencia eléctrica, es decir que no deje circular corriente al interior del

instrumento, para que éste no se considere como un componente más, en otras palabras,

que no consuma corriente del circuito que se quiere medir.

Como es costumbre en nuestro curso, si comparamos este instrumento con un símil

hidráulico, este sería como un medidor del nivel de un estanque, el cual no debe alterar

el nivel agua al momento de insertarlo, ya que alteraría el valor del parámetro a medir.

Para visualizar correctamente la cantidad medida es necesario que, al insertar el

instrumento, el terminal positivo (+) del voltímetro se conecte al terminal positivo del

componente y el negativo (COM), al negativo del dispositivo a medir. Al realizar una

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medición con un instrumento analógico es necesario tener en cuenta la polaridad porque

en caso contrario la aguja tenderá a moverse en dirección opuesta a la de medición,

causando graves daños al instrumento. Con los instrumentos digitales, en cambio, no es

necesario tener en cuenta la polaridad porque, en caso de invertir los terminales del

voltímetro, aparecerá directamente en el visualizador el signo "-" delante del valor

numérico.

Para realizar este tipo de medición, el instrumento se debe conectar en paralelo al

componente a medir, es decir que los terminales positivo y negativo del componente y el

instrumento se conecten al mismo punto, por ejemplo, en la siguiente figura se aprecia

un esquema de un circuito eléctrico simple (una batería conectada a una ampolleta)

dónde se procede a medir el voltaje de la fuente de alimentación.

En la práctica, para medir voltaje con un multitester se selecciona la unidad de medición,

en este caso volts, para corriente continua o DC, expresado por el símbolo . Luego se

revisa que el cable rojo esté conectado al terminal del tester que indique la letra V de

voltaje y el negro que esté conectado al terminal de tierra o común COM.

Luego se selecciona la escala adecuada, si no tenemos idea de que magnitud de voltaje

vamos a medir, escoger la escala más grande.

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Si no tiene selector de escala seguramente el multímetro escoge la escala para medir

automáticamente.

Se conecta el multímetro a los extremos del componente (se pone en paralelo) y se

obtiene la lectura en la pantalla. Si la lectura es negativa, significa que el voltaje en el

componente medido tiene la polaridad al revés de la que seleccionamos al conectar los

cables.

Normalmente en los multímetros, para medir voltaje, el cable rojo debe tener una tensión

más alta que el cable negro.

Para esta medición, el circuito puede estar energizado y el instrumento encendido, pues

al tener una alta resistencia no altera al circuito y por ende no existe riesgo de daño del

circuito, del instrumento o el operario.

Medición de corriente

Para realizar medición de corrientes, se conecta el multitester como amperímetro, para

lo cual éste debe estar conectado en serie al circuito de manera tal que la corriente lo

atraviese; por lo tanto, es necesario interrumpir una sección del circuito e insertar el

instrumento.

Obviamente el amperímetro no debe alterar las cantidades eléctricas del circuito por lo

que debe presentar una muy baja resistencia interna, para que TODA la corriente pase

a través del instrumento y de esta forma poder medirla. Por lo tanto, este equipo de

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medición se comporta como un conductor, o puente, por lo cual UNA MALA CONEXIÓN

de éste IMPLICARÍA UN POSIBLE DAÑO AL INSTRUMENTO O AL CIRCUITO

MEDIDO. Debido a lo anterior, al medir corriente, se debe procurar que, al insertar y

retirar el instrumento, EL CIRCUITO DEBE ESTAR DESENERGIZADO Y MIENTRAS

SE REALIZA LA CONEXIÓN, NO SEDEN CAMBIAR LAS ESCALAS DEL EQUIPO. En

la siguiente figura se muestra el esquema eléctrico de una medición de corriente.

Haciendo un símil hidráulico, este sería como el medidor de caudal o el típico medidor

de agua que se encuentra en nuestros hogares, que, para todo efecto práctico, es como

una cañería con números y que indica la cantidad de agua que hemos consumido en

metros cúbicos. Por ende, al instalar este equipo de medición, necesitamos que no

circule agua por las tuberías, ya que o se tendría una falsa medida al pasar el agua de

golpe por el instrumento, se dañe el mecanismo de medición y, además, quedaríamos

todos mojados porque saltaría agua al conectar la cañería al instrumento, lo que en

electricidad serpia que se puede formar un arco de corriente entre la punta de prueba y

el circuito.

Al medir la corriente, se debe seleccionar, en el multímetro que estemos utilizando, la

unidad de amperios en DC, se revisa que los cables rojo y negro estén conectados de

tal manera que la corriente ingrese por el cable rojo al tester y regrese al circuito por el

cable negro, es decir, se conecta en serie al circuito e implica que se abre el circuito en

el lugar donde pasa la corriente a medir y conectamos el multímetro, esto se refiere a

que debemos desconectar algún conector y el multímetro se convierte en una extensión

de éste. Es importante notar que aquí no existe negativo, COM (común) o positivo en los

cables, sino que el rojo es por donde entra la corriente al tester y el negro por donde sale.

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Por otra parte, en el multímetro el cable negro se mantiene en la posición COM, pero el

cable rojo se debe conectar al terminal denominado con la letra A o mA, dependiendo si

se medirán corrientes pequeñas (mA) o corrientes elevadas (A). Hay algunos equipos,

los menos, en los cuales no hay necesidad de remover los cables de los terminales para

efectuar la medición.

Luego se selecciona la escala en la más alta superior al valor que deseamos medir, si

tiene selector de escala (si no tenemos idea de que magnitud de la corriente que vamos

a medir, escoger la escala mas grande). Si no tiene selector de escala seguramente el

multímetro escoge la escala automáticamente.

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Si trabajamos con un multímetro digital y, si la lectura es negativa significa que la

corriente en el componente, circula en sentido opuesto al que se había supuesto, pero

para un tester análogo, se debe estar muy seguro de la dirección de la corriente, pues

se puede dañar el equipo.

Para una medición de corriente, del orden de los miliamperes, los multímetros traen

internamente un fusible, que generalmente es de 200 mA y en el caso que se realice de

forma incorrecta una medida, este dispositivo de protección se quema, por lo que el

instrumento deja de medir corriente.

Para revisar el estado del equipo se debe corroborar que los cables de las puntas de

pruebas estén en buenas condiciones y que el fusible de protección del amperímetro no

se encuentre defectuoso (Se debe destacar que no todos los equipos tienen fusible de

protección y esto se corrobora mirando en los terminales del amperímetro o

miliamperímetro, donde se muestra el valor del fusible, o fuse, si no lo tiene dice unfused,

pero de todas formas se sugiere realizar la comprobación).

Para verificar los cables, junte las puntas y seleccione continuidad en el equipo, debe

haber una señal audible y la pantalla debe marcar valores cero, por lo general, pero esto

depende del equipo.

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a) Comprobación de los cables b)Comprobación del fusible

Para verificar el fusible seleccionar la comprobación de diodo (es una especie de

triángulo y por lo general esta junto con la comprobación de continuidad) y luego insertar

la punta roja en el terminal de mA, debe marcar un número que corresponde al diodo de

protección conectado al fusible (sus valores se encuentran entre los .500 a .750,

dependiendo si el diodo es de silicio o germanio, que corresponden a los materiales con

cuales están construidos).

Si el fusible estuviese quemado, debe abrir el equipo y reemplazar el fusible, si es primera

vez que sucede esto, los multímetros traen un repuesto de fusible en su interior,

pensando que la falla se pueda dar en terreno y no se tenga un repuesto a mano.

Medición de potencia

Para medir la potencia, se utiliza el Wattmetro, que emplea el mecanismo del

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electrodinamómetro como sensor en la mayor parte de los instrumentos medidores de

baja frecuencia (menos de 400 Hz). Los instrumentos tipo dinamómetro se pueden

fabricar para medir la potencia promedio disipada en una carga, el factor de potencia o

la potencia reactiva en un circuito. Pueden medir esas cantidades aun cuando las ondas

a medir no sean senoidales. Esto permite que sean empleados para medir la potencia

en los circuitos de corriente continua, así como en otras aplicaciones donde la onda no

sea de forma senoidal.

En el wáttmetro de dinamómetro, las bobinas estacionarias y la bobina giratoria del

movimiento se conectan de manera que la corriente que proviene de la fuente de

potencia, Ic, se hace pasar a través de las bobinas estacionarias, conectándolas así en

serie con la carga. (A esas bobinas también se les llama bobinas de corriente o

devanados de campo.) La bobina móvil (o bobina giratoria) tiene una resistencia alta R

conectada en serie con ella. Esta bobina y la resistencia se conectan a través de la carga.

A la rama de la bobina móvil también se le llama la rama de voltaje y pasa por ella una

corriente pequeña ip (generalmente de 10 a 50 mA).

La corriente en las bobinas estacionarias establece un campo magnético en el espacio

entre ellas, que es proporcional a Ic. La corriente en la bobina móvil es proporcional al

voltaje a través de la carga ip VL / R). Como la bobina móvil está localizada en el espacio

entre las bobinas de campo, ip interactúa con su campo magnético y hace que gire la

bobina móvil. La aguja unida a la bobina giratoria presenta su rotación en una escala.

Como se define la potencia en cualquier momento como

p = v x i

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El par desarrollado en la bobina móvil es proporcional a la potencia instantánea.

A frecuencias mayores que algunos hertz, la inercia de la aguja es demasiado grande

para seguir las variaciones de p. En lugar de ello, la aguja toma una posición proporcional

al promedio de v x i. Se calibra a esta posición para indicar la potencia promedio P.

En el wáttmetro de dinamómetro, las corrientes en las dos bobinas son distintas, y la

deflexión es proporcional al promedio de v x i.

El wáttmetro de dinamómetro tiene cuatro terminales externos a las que se debe conectar

para medir la potencia. Dos de ellas se llaman terminales de voltaje y las otras dos

terminales de corriente. Las terminales de corriente son las conexiones de las bobinas

estacionarias, mientras que las terminales de voltaje se conectan a la rama de la bobina

giratoria. Una terminal de cada tipo se marca + - . Es necesario conectar la terminal + -

de corriente y la terminal + - de voltaje al mismo conductor de la línea de corriente de

entrada. De ese modo, las bobinas estacionarias y la móvil estarán aproximadamente al

mismo potencial. (Porque el valor de la resistencia en serie R de la rama de voltaje es

mucho mayor que la resistencia de la bobina de voltaje, la mayor parte de la caída de

voltaje a través de la rama de voltaje se origina en R.) Entonces, no existirá campo

eléctrico entre las bobinas estacionarias y de movimiento. Un campo eléctrico se

originará entre las bobinas de voltaje y de corriente si están a potenciales diferentes. La

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fuerza de atracción podría restringir un poco la rotación de la bobina móvil y producir

indicaciones erróneas.

Los wáttmetros de dinamómetro se fabrican con capacidades de corriente hasta de 20 A

y rangos de voltaje hasta de 300 V. Sin embargo, se aconseja limitar la entrada de

corriente al wáttmetro a un máximo de 5 A. Esto se puede efectuar empleando un

transformador de corriente para bajar el valor de la corriente de entrada. Cuando se sigue

esta práctica, los campos magnéticos intensos asociados con los conductores que llevan

una corriente alta se reducen. Esos campos magnéticos podrían alterar apreciablemente

los campos magnéticos relativamente débiles de las bobinas del instrumento. Si el voltaje

que se aplica a la carga es mayor de 300 V, también se aconseja bajarlo a 115 ó 125 V

con un transformador de voltaje (al que se le llama por lo general transformador de

potencial). De este modo, se evitan los daños al circuito de voltaje del wáttmetro.

Los errores generales en los instrumentos comerciales de dinamómetro quedan entre +/-

0.1 y +/- 0.5 por ciento cuando se trabajan dentro de sus frecuencias especificadas. Los

medidores de mayor exactitud se emplean como patrones o estándares de laboratorio

para la potencia.

El wáttmetro se especifica en términos de su corriente, voltaje y potencia máximos. Se

debe mantener cada una de las especificaciones para evitar daños al wáttmetro. Una

corriente excesiva podría dañar las bobinas de corriente y su aislamiento. Un exceso de

voltaje podría originar daños semejantes a la rama de la bobina de voltaje. En circuitos

con bajo factor de potencia, se puede rebasar cualquiera de los límites sin rebasar la

capacidad en watts.

Ahora, como la potencia es el voltaje por la corriente, en circuitos de corriente continua

de baja potencia, se suele medir la corriente y el voltaje sobre una carga para que con

estos valores, manualmente se calcula la potencia utilizando la relación mencionada más

arriba.

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Conclusión

Tal como hemos visto durante esta semana, el multitester es un instrumento muy versátil,

lo que lo hace indispensable para la corroboración de parámetros eléctricos en circuitos

de baja potencia, ya sean alternos o continuos.

Entre los aspectos importantes a tener en cuenta para la elección de un multímetro es la

precisión, exactitud y el rango de medida, respecto a las características de la variable a

medir.

La escala de medición, independiente de la variable, se debe ajustar al valor más cercano

posible superior y si no se conoce el valor a medir, pero se estima que es posible medirlo

con el instrumento utilizado, se ajusta en la escala o rango más grande.

Para medir resistencia, se debe desenergizar el circuito donde está el resistor o sacar

este para medirlo fuera del circuito, por lo tanto, da lo mismo como se coloquen los

cables, ya que, al no haber voltaje, no hay polaridad y al no haber corriente no interesa

la dirección.

Para medir tensión o voltaje, el circuito puede estar energizado, ya que el voltímetro tiene

una resistencia muy elevada, para que no altere las variables del circuito por conectarse

a éste y para el caso de un multímetro digital, si se mide al revés la polaridad sólo

aparecerá un sigo negativo delante de la medición, por lo que con ello se intuye que el

voltaje está invertido.

Para medir corriente, se debe abrir el circuito, de tal manera que el amperímetro quede

en serie al elemento a medir, de tal manera que la corriente atraviese al instrumento.

Además, se deben cambiar los cables de posición en el multímetro antes de hacer la

medición. También es muy importante que se desenergice el circuito al momento de

colocar el amperímetro y luego que esté ajustado a la escala necesaria para la medición

a realizar, se puede dar la energía. Para sacar el instrumento también se debe

desenergizar el circuito y no se pueden cambiar las escalas del multímetro mientras esté

energizado el sistema. Cualquiera acción indebida puede quemar el fusible del

instrumento o dañar parte del circuito, incluso al operario.

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Bibliografía

Antonio Hermosa Donate (2000). Principios de Electricidad y Electrónica I. Barcelona:

Marcombo, S.A.

Albert Malvino, David J. Bates (2007). Principios de Electrónica. Madrid: McGraw-

Hill/Interamericana de Espña, S.A.U.

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