Aparatos básicos de medida


Medida de corrientes eléctricas - Amperímetros: Es un aparato fundamental del que se derivan la mayor parte de instrumentos de medida industriales. Se conecta en serie con el circuito cuya corriente se quiere medir, de esta forma, la resistencia interna del aparato deberá ser muy pequeña, por dos razones:




Amperímetro para corriente alterna.


Medida de tensión - Voltímetros: La medida de tensión se realiza conectando el aparato en paralelo. Esencialmente, un voltímetro no es más que un miliamperímetro de elevada resistencia interna, utilizándose los de bobina móvil y, sobre todo los de hierro móvil. Realmente, se mide la corriente que circula por el elemento móvil del aparato, con lo que si V es la tensión conectada al voltímetro, r la resistencia interna y Rv la resistencia adicional conectada en serie, la intensidad será:


i = V / (r + Rv)


Admitiendo que las resistencias son constantes, la intensidad resulta proporcional a la tensión y, graduando convenientemente la escala, se leen directamente voltios. La modificación de Rv permite variar el alcance de medida del aparato.


Medida de la potencia activa - Vatímetros: La medida de la potencia activa se realiza mediante vatímetros que pueden ser del tipo electrodinámico, aptos para c.a. y c.c. o de inducción, solo válidos para c.a. Normalmente se usa el electrodinámico mediante de la conexión de la bobina fija en serie con el circuito, es decir recorrida por la intensidad de este, y la bobina móvil en paralelo con el circuito y, por tanto, recorrida por la intensidad proporcional a la tensión. Se debe conectar el circuito voltimétrico delante del amperimétrico.



Vatímetro analógico.


Un vatímetro de c.c. mide el producto de la tensión por la corriente, en ambas magnitudes hay que tener en cuenta la polaridad de las bobinas. En el caso de c.a. es necesario que la corriente esté en fase con la tensión, es decir, el circuito vatimétrico debe ser rigurosamente resistivo para que el par motor del instrumento sea proporcional a la potencia activa.


Medida de la potencia reactiva - Varímetros: La medida de la potencia reactiva se realiza mediante aparatos del tipo electrodinámico o de inducción, siendo la condición que la corriente que circula por la bobina voltimétrica esté desfasada exactamente π/2 respecto de la tensión aplicada al circuito.


Pinza voltiamperimétrica: Se utiliza generalmente en circuitos de corriente alterna de baja tensión para medir esencialmente la intensidad de corriente que circula por un conductor, sin necesidad de interrumpir el circuito.



Pinza voltiamperimétrica.


El aparato tiene la forma de una pinza que constituye el núcleo magnético de un transformador de intensidad. Sobre el está montado el secundario del transformador a la pinza formando un solo conjunto. El primario del transformador de intensidad lo constituye el propio conductor cuya intensidad se desea medir. La uso de la pinza voltiamperimétrica como voltímetro se efectúa conectando a unas puntas, que al efecto lleva la pinza, unos conductores flexibles en derivación con el circuito a medir.


Polímetro o multímetro: Son aparatos de medida con los que se pueden realizar la medición de varias magnitudes eléctricas, tanto en circuitos de c.c., como de c.a. Se utilizan de indicación analógica y digital. Para realizar la medición de una determinada magnitud, hay que seleccionar previamente:




Polímetros (multímetros).


Transformadores de medida: La conexión directa de un instrumento de medida para medir la intensidad o la tensión de un circuito, muchas veces no es factible. Unas veces porque los valores exceden el campo de medida del aparato, y otras, porque sería muy caro aislar los aparatos de medida en los circuitos de alta tensión, además de por razones de seguridad. La utilización de los transformadores de medida se basa en la posibilidad de obtener una magnitud secundaria de módulo proporcional al de la del primario y de la misma fase.


Transformadores de tensión: Constan de dos devanados cuya relación de tensión viene dada por la AT a medir y, normalmente, el valor de 110 V que se aplica al instrumento de medida. Están diseñados de forma que la resistencia y la reactancia de dispersión son muy pequeñas, siendo así la relación de tensiones prácticamente igual a la relación de espiras. Su funcionamiento es prácticamente en vacío debido a que la impedancia del voltímetro colocado en el secundario es elevada. Normalmente e secundario se conecta a tierra para seguridad del personal y de la instalación.



Transformador de tensión.


Transformadores de intensidad: Tiene dos devanados, conectando el primario en serie con el circuito principal y el secundario a un amperímetro, cuya impedancia es muy pequeña y, por tanto, su funcionamiento es prácticamente en cortocircuito. La tensión en el secundario con el amperímetro conectado, es muy pequeña, pero si se desconectase el amperímetro, la intensidad por el secundario pasaría a ser cero y la tensión aumentaría mucho, ya que la intensidad por el primario seguiría siendo la misma. Esta tensión elevada del secundario, sería peligrosa para el personal y para el propio transformador, por lo que siempre deberá evitarse dejar en circuito abierto un transformador de intensidad. Si hubiese que retirar el aparato de medida, sería necesario poner previamente en cortocircuito los extremos del secundario.


Los transformadores de intensidad tienen en su devanado primario muy pocas vueltas, e incluso pueden llegar a tener solo una.


Contadores de energía eléctrica: Existen diversos tipos de contadores, pero el más utilizado es el contador de inducción. Está basado en el efecto de inducción, formado por una bobina voltimétrica y una amperimétrica, que actúa sobre un disco de aluminio produciendo un campo giratorio que mueve el disco.



Contador medidor de Electricidad monofásico 20A 230V 50Hz.


La bobina de tensión crea un campo magnético permanente al estar conectada en todo momento a la red, lo que induce en el disco una f.e.m. al ser el flujo variable. Esta f.e.m. inducida en el disco crea unas corrientes parasitarias al estar cerrado y, a su vez, dichas corrientes crean un campo magnético.


Cuando se conecta algún receptor, por la bobina de intensidad circula una intensidad que produce, a su vez, otro campo magnético que actúa sobre el disco, produciéndose un par de fuerzas que le hace girar. Es decir, el disco está sometido a dos campos magnéticos desfasados que producen un campo magnético resultante giratorio que corta el disco induciendo en él una f.e.m. Al estar cerrado dicho disco, se producen corrientes parasitarias denominadas de Foucault. Estas corrientes producen otro campo magnético con polaridad contraria al campo giratorio que lo produce, debido a la ley de Lenz.


Como el campo magnético resultante no es fijo, ya que está moviéndose constantemente en sentido giratorio, hace que el disco cambie también constantemente de polaridad, y al ser contraria a la del campo giratorio, el imán-disco se moverá intentando alcanzar el campo giratorio.


El movimiento de giro del disco será proporcional al campo giratorio y como este es proporcional a la intensidad y a la tensión, lo será a la potencia, por tanto, a mayor potencia, mayor velocidad. El tiempo que está girando multiplicado por la velocidad del disco, determinará la energía eléctrica consumida en el circuito que se trate.


Maxímetros: Es un aparato de medida encargado de contabilizar la máxima potencia demandada durante un periodo. Durante 15 minutos, la aguja está en tensión y vuelve a cero por la acción de un resorte que es mandado por el reloj del equipo de medida. En la escala graduada existe otra aguja testigo que es arrastrada por la aguja de arrastre, denominada aguja lectora. Cada 15 minutos, la aguja de arrastre marca la potencia media demandada en ese periodo.



Maximetro. La aguja roja registra el valor máximo..


En los siguientes 15 minutos, si la potencia es igual o menor, no se moverá la aguja de lectura; si es mayor, arrastrará la aguja testigo hasta el máximo.


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