5- INSTRUMENTOS Y MEDICIONES

5- INSTRUMENTOS Y MEDICIONES
5-1 PARAMETROS DE UN INSTRUMENTO
APRECIACION: Es la mínima lectura que puede discurrirse en un instrumento. Si un
instrumento tiene 100 divisiones y puede leerse con facilidad media división, su precisión
es ½ división. Si se tratase de un voltímetro de 100V de alcance, su precisión sería de 0,5
voltios.EXACTITUD: Es la virtud de que su indicación corresponda exactamente al patrón de
medida. Para que esto ocurra es necesario contrastar periódicamente el instrumento con
otro considerado patrón.CLASE: Es el límite de tolerancia o error absoluto máximo en por ciento del valor de plena
escala que garantiza el fabricante. Existen 7 clases de instrumentos: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5;
2,5 y 5. Es decir que un instrumento de 250 V, clase 0,5 tendrá una tolerancia en la lectura
250x 0,5
de
= ±1,25V a todo lo largo de la escala. Por lo tanto se observa que el error
100
relativo de la lectura será menor cuanto mayor sea la misma.SENSIBILIDAD: Da idea de cuánto afecta la presencia del instrumento la magnitud a
medir. Se mide en mm/A, °/A ó Ω/V. Un voltímetro de 20.000 Ω/V presentará una
resistencia interna de 2MΩ en una escala de 100 V.Define la resistencia interna del instrumento.-
5-2 MOMENTO MOTOR
Es el momento que produce la desviación del índice. De su principio de funcionamiento se
obtienen los distintos tipos de instrumentos. Dos más importantes son: Bobina móvil,
Hierro móvil y electrodinámicos.-
5-2-1 BOBINA MOVIL
En una bobina inserta en un campo
magnético radial y homogéneo por la
que circula una corriente I se
producirá un momento.-
e
B
N
I
M=F.d=B.l.I.N.d ≈ kI
La desviación es directamente
proporcional a la corriente por lo que
su escala es lineal. Este Instrumento
sirve para medir corriente continua. Si
se cambia el sentido de la corriente el
momento sería en sentido contrario.-
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5-2-2 HIERRO MOVIL
Dos chapitas de hierro silicio son dispuestas dentro de una bobina por donde circula la
corriente a medir. Las mismas son imantadas con igual polaridad de tal suerte que se
repelen. La desviación resulta igual al cuadrado de la corriente:
M ≈ k I2
Sirve para medir continua y alterna. El momento no depende del sentido de la corriente.-
5-2-3 ELECTRODINÁMICO
Consta esencialmente de dos circuitos independientes. El par producido en este instrumento
procede delas fuerzas magnéticas entre bobinas que conducen corrientes, una de las cuales
es giratoria o excepcionalmente las dos bobinas son móviles.Estos instrumentos se usan en numerosas aplicaciones tales como amperímetros,
vatímetros, voltímetros y multímetros.Si se usa como amperimetro se conectan en serie ambas bobinas y el momento resulta
≈ k I2 ef.
La deflexión es proporcional al cuadrado del valor eficaz de la corriente cualquiera sea su
forma de onda.Para ser usado como voltímetro debe intercalarse una resistencia en serie grande en
comparación con la impedancia total de las bobinas conectadas en serie, pues la reactancia
es función de la frecuencia.Uno de los usos más frecuentes de este instrumento es el vatímetro para medir potencia en
continua y alterna para cualquier forma de onda de intensidad y tensión.La corriente i que pasa por la impedancia cuya carga se quiere medir se hace pasar
también por la bobina fija y la corriente que atraviesa la bobina móvil se hace proporcional
a la tensión en la carga.La deflexión media es proporcional a la potencia media en la carga para cualquier forma de
onda.-
5-3 ,MEDICIONES
Las magnitudes que presentan mayor interés para ser medidas son tensión, corriente y
potencia.En todos los casos las conexiones deberán ser tales que el instrumental no altere las
condiciones del circuito a estudiar. A tales efecto una corriente podrá ser medida por medio
de un amperímetro que deberá conectarse en serie con la carga y cuya impedancia interna
sea despreciable frente a la del circuito.Por otra parte al medir tensión sobre una carga el instrumento deberá conectarse en paralelo
con la misma y su impedancia deberá ser prácticamente infinita frente a la del circuito.-
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i
A
u
CARGA
i
u
V
CARGA
Al querer medir potencia monofásica se conectarán los circuitos de tensión y corriente del
vatímetro (instrumento electrodinámico) respetando las consideraciones efectuadas para
voltímetros y amperímetros respectivamente.-
u
i
u
W
i
i´
CARGA
u´
Los bornes i - i´ se denominan bornes
de corriente o circuito de corriente,
mientras que u - u´ son los de
tensión.-
Para obtener la lectura de un vatímetro en watts, debe calcularse la constante del
instrumento:
k=
Alcance de u. Alcance de I  w 
 div 
N ° de divisiones
Por ejemplo si un vatímetro tiene:
Alcance de tensión = 200 V
Alcance de corriente = 5 A
⇒k=
200x5
= 10 w div
100
N° de divisiones = 100
Es decir que si la deflección corresponde a 60 divisiones estaremos midiendo P = 600 w.
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5-4 MEDICIÓN DE POTENCIA TRIFÁSICA
El método más usual para medir potencia trifásica es el conocido como Método de los 2
vatímetros.La conexión es como se indica en la figura:
A
WA
B
WB
C
CARGA
TRIFÁSICA
WC
Si al conectar las dos vatímetros en
forma idéntica se observa que ambos
instrumentos WA Y WC deflectan en
el mismo sentido, la potencia trifásica
en la carga será la suma de las
. Si algún
potencias WA + WC
instrumento deflectara en sentido
negativo, deberá invertirse la conexión
del circuito de corriente del vatímetro
con defleción negativa y la potencia
trifásica en la carga resultará:
N
PT =
W −W
A
C
El método de los 2 vatímetros es particularmente apropiado para usarse cuando no se
dispone de conductor de neutro.Si se dispone de neutro puede medirse la potencia trifásica con 3 vatímetros según el
siguiente conexionado.-
A
PT = W A + W B + W C
WA
CARGA
B
C
TRIFÁSICA
WC
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