Unidad 3 Instrumentos y Mediciones Eléctricas en Corriente Continua.pdf

UNIVERSIDAD DEL ZULIA NUCLEO COSTA ORIENTAL DEL LAGO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES

PROGRAMA EDUCACIÓN INDUSTRIAL MENCIÓN ELECTRICIDAD UNIDAD CURRICULAR: TECNOLOGIA Y MEDICIONES ELECTRICAS

PROFESOR: ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSc

Unidad 3: Instrumentos y Mediciones Eléctricas en Corriente Continua

1.- Conceptos de Instrumentos:

Un Instrumento es un dispositivo que permite determinar el valor de una variable

eléctrica. Los instrumentos fundamentales para las mediciones eléctricas son:

El Amperímetro: Instrumento utilizado para medir corriente eléctrica, posee baja

resistencia interna y se conecta en serie. Su símbolo es:

El Voltímetro: Instrumento utilizado para medir voltaje, posee alta resistencia

interna y se conecta en paralelo. Su símbolo es:

El Óhmetro: Instrumento utilizado para medir en forma directa la Resistencia

eléctrica, posee una batería interna y por tanto debe conectarse fuera de los

circuitos. Su símbolo es:

El Vatímetro: Instrumento utilizado para medir potencia eléctrica, posee dos

bobinas para la medición, una bobina amperimétrica y una voltimetrica. La bobina

amperimétrica se conecta en serie con el elemento al cual se le medirá la

potencia, la voltimetrica se conecta en paralelo. Su símbolo es:

Las formas de conexión de los instrumentos son las siguientes:

El amperímetro en serie con el elemento al cual se le realizará la medición y el

voltímetro en paralelo. El óhmetro se conecta fuera del circuito donde está la

resistencia a medir, tal como se muestra en la siguiente figura:





Los Tipos de Instrumentos para mediciones eléctricas por lo general se pueden

clasificar en Instrumentos Analógicos e Instrumentos Digitales.

Instrumentos Analógicos: son medidores en los que la posición de una aguja

indicadora a lo largo de una escala del instrumento con un rango de valores

definidos, muestra el valor de la cantidad medida.

Instrumentos Digitales: son medidores en los que a través de una pantalla con

dígitos, se muestra el valor de la cantidad medida.

El Galvanómetro es un elemento formado por una bobina móvil situada en un

campo magnético, cuando la corriente pasa por la bobina la hace girar un Angulo

proporcional al nivel de corriente. Este dispositivo es el elemento fundamental con

el cual se construyen los amperímetros, voltímetros y óhmetros, su símbolo es:





En la siguiente figura, se muestra la estructura interna del galvanómetro, donde se

pueden apreciar sus partes fundamentales, la escala, la aguja indicadora y la

bobina móvil a través de la cual circula la corriente que hace mover la aguja sobre

la escala, dicha bobina se encuentra en medio de un campo magnético producido

por los polos (N y S) de un imán.

2.- El Amperímetro:

Es el instrumento utilizado para la medición de corriente y está formado por un

galvanómetro y unas resistencias en paralelo, llamadas resistencias SHUNT. Se

conecta en serie por el elemento por el que circula la corriente a medir, tomando

en cuenta la polaridad. A continuación se muestra la estructura interna de un

Amperímetro Analógico, cuyo principio de funcionamiento es el mismo que el

digital, con la diferencia de que el digital utiliza un circuito electrónico llamado

convertidor Analógico-Digital para transformar la corriente medida en dígitos que

puedan ser mostrados en una pantalla.

El modelo matemático que rige el principio de funcionamiento del amperímetro es

el siguiente:





Un amperímetro con múltiples escalas o multiescala, permite realizar mediciones

de corrientes para más de un rango de valores.

3.- El Voltímetro:

La respuesta del galvanómetro es también proporcional al voltaje en sus extremos,

en tal sentido el galvanómetro también se puede convertir en un voltímetro, para lo

cual al galvanómetro se conecta en serie una resistencia Rm, llamada resistencia

multiplicadora.

Es el instrumento utilizado para la medición de voltaje y está formado por un

galvanómetro y unas resistencias en serie, llamadas resistencias Multiplicadoras.

Se conecta en paralelo con el elemento donde se medirá el voltaje, tomando en

cuenta la polaridad.

A continuación se muestra la estructura interna de un Voltímetro Analógico, cuyo

principio de funcionamiento es el mismo que el digital, con la diferencia de que el





digital utiliza un circuito electrónico llamado convertidor Analógico-Digital para

transformar la corriente medida en dígitos que puedan ser mostrados en una

pantalla.

El modelo matemático que rige el principio de funcionamiento del voltímetro es el

siguiente:

Un voltímetro con múltiples escalas o multiescala, permite realizar mediciones de

voltajes para más de un rango de valores.

4.- Errores de Medición con el Amperímetro y el Voltímetro:

Cuando un amperímetro o un voltímetro se integra a un circuito para realizar una

medición, el instrumento posee una resistencia intrínseca la cual afecta el valor de





medición real de la magnitud a medir, en función del valor de la resistencia interna

del instrumento.

A continuación se muestra un esquema donde se puede expresar el efecto en el

error de medición de un amperímetro y un voltímetro.

5.- El Óhmetro:

A continuación se muestra la estructura interna del instrumento de medición de

resistencias llamado óhmetro.





Procedimiento para el uso del Óhmetro:

a.- Con los terminales en cortocircuito (Rx=0) la resistencia de ajuste cero Ro se

mueve hasta que la lectura de corriente en la escala del G sea máxima (Fondo de

Escala), lo cual significa que la lectura de Rx es cero.

b.- La resistencia desconocida RX se conecta entre los terminales. La corriente a

través de G disminuirá ya que la resistencia total del circuito interno del óhmetro

aumenta. El valor de medida de corriente será proporcional al valor de la

resistencia Rx por lo que la posición de la aguja en G puede ser utilizada como

medida de Rx

Documents

Unidad 3 Instrumentos y Mediciones Eléctricas en Corriente Continua.pdf