Mediciones Eléctricas
Introducción
Medir es comparar una magnitud desconocida con otra conocida que se toma como unidad. Para medir magnitudes eléctricas se utilizan aparatos: indicadores, registradores y contadores de energía, de diferentes formas constructivas.
Conceptos Clave
- Campo de indicación o calibre: Es el valor de la magnitud que desvía la aguja al final de la escala.
- Campo de medida: Es la zona de la escala donde mide con exactitud.
- Constante del instrumento: Es el cociente entre el calibre y el número de divisiones.
Instrumentos de Medición
Instrumento de Bobina Móvil
Se utiliza como voltímetro y amperímetro en corriente continua (para corriente alterna lleva un rectificador).
Instrumento de Hierro Móvil
Se utiliza como voltímetro y amperímetro en corriente continua.
Instrumento Electrodinámico
Su principal aplicación es como vatímetro conectando una bobina en serie y otra en paralelo.
Instrumento de Vibración
Se utiliza como frecuencímetro con la bobina conectada en paralelo.
Contador Monofásico de Inducción
Se utiliza como contador de energía en corriente alterna.
Instrumentos Registradores
Se utilizan para conocer el curso o la evolución de las magnitudes eléctricas durante un intervalo de tiempo. Hay dos tipos:
- Registradores de curva: Dibujan curvas permanentes.
- Oscilógrafos: Permiten observar valores instantáneos durante un tiempo muy corto.
Instrumentos Digitales
Son instrumentos en los que el valor de la magnitud se observa directamente por medio de cifras. Su funcionamiento se basa en que la magnitud a medir se transforma en tensión y luego en corriente pulsatoria que actúa sobre el contador digital. Tiene como ventaja respecto a los de aguja la rapidez y la exactitud.
Errores de Medición
- Error absoluto: Es la diferencia entre el valor aproximado y el valor exacto.
- Error relativo: Es la relación entre el valor absoluto y el valor exacto.
Medición de Magnitudes Eléctricas
Medición de Intensidad
Esta magnitud se mide con un amperímetro que se conecta en serie con el circuito cuya intensidad se quiere medir. Este aparato tiene una resistencia muy pequeña para que la caída de tensión sea mínima. La bobina es de pocas espiras y el conductor de gran sección.
Para ampliar el calibre del amperímetro tanto en continua como en alterna se consigue conectando una resistencia en paralelo.
Medición de Tensión
Esta magnitud se mide con un voltímetro que se conecta en paralelo con la parte del circuito cuya tensión se quiere medir. Este aparato tiene un valor de resistencia muy elevada para que la intensidad que lo atraviese sea mínima. Se construyen con bobinas de muchas espiras y el conductor de poca sección.
Para ampliar el calibre del voltímetro tanto en continua como en alterna se consigue conectando una resistencia en serie.
Medición de Potencia
Esta magnitud se puede medir de dos formas:
- Con un voltímetro y un amperímetro
- Con un vatímetro
Medición del Factor de Potencia
El Factor de potencia se mide con un vatímetro, que mide la potencia activa, y con un voltímetro y amperímetro que determinan la potencia aparente. Se puede medir también con contadores de energía activa y reactiva.
Medición de Resistencia
La medida de resistencia se puede realizar mediante los siguientes métodos:
- Con voltímetro y amperímetro.
- Con un Puente de Wheatstone.
- Con óhmetro amperimétrico (los que utilizan los polímetros analógicos).
Medida del Aislamiento de una Instalación
Las normas sobre instalaciones eléctricas establecen exigen pruebas de inspección para comprobar el estado de los aislamientos. Los valores de resistencia de aislamiento suelen estar por encima de 0,5 Mega ohmios, para lo que se utilizan megaóhmetros o medidores de aislamiento.
Para realizar las medidas de aislamiento de una instalación se procede de la siguiente forma:
- Desconectar el interruptor general y los receptores, dejando los aparatos de interrupción cerrados y los cortacircuitos en servicio normal.
- Se realiza la medida de aislamiento entre la instalación y tierra. Para ello se unen los conductores entre sí y midiendo la resistencia entre estos y tierra con el positivo del óhmetro conectado a la toma de tierra.
- Medida de aislamiento entre cada conductor y tierra. Para ello se desconectan los receptores y se mide la resistencia de cada uno de los conductores de la instalación y tierra.
- Medida de aislamiento entre conductores. Se mide la resistencia de los conductores de la instalación.
Medida de Resistencia de una Toma de Tierra
La puesta a tierra se divide en:
- Electrodo o toma de tierra.
- Conductor de protección o de tierra.
- Punto de puesta a tierra.
- Línea principal de tierra.
- Conductores de protección.
- Conductor de unión equipotencial principal: une c. con canalizaciones metálicas.
- Conductor de equipotencialidad suplementaria que une masas con elementos conductores.
Con Telurómetro
Mide por comparación entre la intensidad que circula por la pica auxiliar y la intensidad que circula por la pica sonda. Está construido de tal modo que actuando sobre un reóstato, hasta que el galvanómetro conectado a la pica sonda no indica el paso de corriente, la resistencia que indique el reóstato será el valor de la resistencia de la toma de tierra.
Analizador de Redes
Instrumento capaz de registrar y analizar todos los parámetros de la red eléctrica o de una instalación obteniendo medidas de: tensión de línea y de fase, intensidad de línea, potencia activa, reactiva y aparente, factor de potencia, frecuencia, energía activa y reactiva tanto inductiva como capacitiva. Estos equipos permiten visualizar valores instantáneos, máximos y mínimos de cada parámetro y de cada fase, así como valores promedios o suma y la secuencia de fases para la instalación de motores.
Con él se puede realizar el registro y valoración de las magnitudes de medición de energía eléctrica hasta el análisis del consumo. Este aparato permite guardar en memoria los valores y volcarlos a un ordenador para su análisis.