VATIMETRO ¿Qué es un Vatímetro? El Vatímetro es un instrumento para la medición de la energía eléctrica, o índice de la energía eléctrica a cualquier circuito. El término se aplica generalmente para describir una forma particular de electrodinamómetro. Consiste en una bobina fija del alambre y de un abrazo o de una bobina vecina del alambre suspendida para ser movible. Importancia del Vatímetro El vatímetro es un instrumento trascendental en el mundo eléctrico, pues promueve el fortalecimiento de las investigaciones en el área de la física y electricidad en general. Además, que está presente en la cotidianidad de todas las personas del planeta, pues está en cualquier punto donde se genera, distribuye y suministra electricidad, debe contar con la fiscalización de un vatímetro. De allí, deriva la relevancia de este instrumento, como un agente de fiscalización, medición y de seguridad, pues le proporciona a la persona la información necesaria para realizar cualquiera de estos procedimientos. Principio de funcionamiento del Vatímetro El principio en el cual el instrumento funciona es como sigue: suponga cualquier circuito, tal como un motor eléctrico, una lámpara o un transformador, está recibiendo la corriente eléctrica; entonces la energía dada a ese circuito contado en vatios es medida por el producto de la corriente que atraviesa el circuito en amperios y la diferencia potencial de los extremos de ese circuito en voltios, multiplicados por cierto factor llamado el factor de la energía en esos casos en los cuales el circuito sea inductivo y el alternarse actual. Tome primero el caso más simple de un circuito que absorbe energía. Si un electrodinamómetro, hecho como esta descrito arriba, tiene su circuito fijo conectado en serie con el circuito que absorbe energía y su bobina móvil (herida con el alambre fino) conectada a través de los terminales del circuito, después una corriente atravesará la bobina fija, y una corriente atravesará la bobina alta de la resistencia del vatímetro proporcional a la diferencia potencial en los terminales del circuito. La bobina movible del vatímetro se suspende normalmente de modo que su eje sea perpendicular al de la bobina fija y sea obligado por la torsión de un resorte espiral. Cuando las corrientes atraviesan las dos bobinas, las fuerzas se atraen en la acción que obliga a las bobinas que fijen sus hachas en la misma dirección, y estas fuerzas se pueden oponer por otro esfuerzo de torsión debido al control de un resorte espiral regulado moviendo una cabeza de la torsión en el instrumento. El esfuerzo de torsión requerido para sostener las bobinas en su posición normal es proporcional al valor medio del producto de las corrientes que atraviesan dos bobinas respectivamente, o al valor medio del producto de la corriente en el circuito que absorbe energía y la diferencia potencial en sus extremos, es decir, a la energía tomada por el circuito. Por lo tanto, esta energía se puede medir por la torsión que se debe aplicar al trabajo movible del vatímetro para sostenerlo en la posición normal contra la acción de las fuerzas que tienden para desplazarla. El vatímetro se puede por lo tanto calibrar para dar las lecturas directas de la energía contada en los vatios, tomados en el circuito; por lo tanto, su nombre, vatímetro. En esos casos en los cuales el circuito absorbente de energía sea inductivo, la bobina del vatímetro conectado a través de los terminales del circuito “powerabsorving” debe tener una inductancia excesivamente pequeña, una corrección considerable puede llegar a ser necesaria. MANEJO DE VATÍMETROS Los vatímetros constan en general de 4 bornes para la conexión al circuito: 2 para la tensión y 2 para la intensidad. En la figura 8 se muestra una de las formas típicas en que se pueden disponer estos bornes en el instrumento. En dicha figura se indica el sentido de circulación de la intensidad y la polaridad de la tensión. Los vatímetros más corrientes utilizan el sistema electrodinámico de medida, que se muestra en el esquema de la figura 9. Las bobinas del circuito amperimétrico producen un campo magnético que interacciona con el producido por la bobina móvil voltimétrica, produciendo de esta manera la deflexión de la aguja. El circuito amperimétrico, que ha de ir conectado en serie con la carga, tiene una resistencia muy baja para dejar circular la corriente sin producir una disminución de la tensión en los extremos de la carga. Y el voltimétrico, que ha de ir conectado en paralelo con la carga, tiene una resistencia muy elevada para que no derive corriente eléctrica por él. En las figuras siguientes se muestra la forma de conexión del vatímetro en el circuito de corriente continua o alterna para medir la potencia (“potencia activa” si es de alterna). A la izquierda se encuentra en forma simbólica (W) y a la derecha el caso particular del vatímetro que usaremos en el laboratorio. En otros modelos de vatímetros las indicaciones y distribución de sus bornes pueden variar un poco, además de que en general hay 4 formas diferentes de conexionado válidas. Ampliación del alcance de medida En un vatímetro electrodinámico existen dos circuitos, el amperimétrico (bobina fija) y el voltimétrico (bobina móvil) y su campo de medida depende: a) De la sección y número de espiras del circuito amperimétrico b) De la resistencia óhmica del circuito voltimétrico Por consiguiente, se puede ampliar el alcance de medida de un vatímetro electrodinámico, actuando sobre cada uno de los factores expresados anteriormente o sobre ambos factores simultáneamente: 1. Ampliación del campo de medida, actuando sobre el circuito amperimétrico. Se consigue, dividiendo la bobina amperimétrica en varios grupos, que pueden conectarse en serie o en paralelo. 2. Ampliación del campo de medida, actuando sobre el circuito voltimétrico Tipos de Vatímetro El Vatímetro, tiene una amplia clasificación, pues es un elemento simple que cumples funciones específicas pero variadas, sin embargo, lo que hace la diferencia es el aporte tecnológico y la especialización. La clasificación del Vatímetro es la siguiente: Según el mecanismo de funcionamiento Se refiere al grado de tecnología que tenga ese tipo de Vatímetro internamente, pues uno trabaja de forma mecánica, mientras que el otro de manera electrónica. Vatímetro analógico En este caso, su mecanismo interno tiene una bobina, la cual al girar envía señales a la aguja, haciendo que ésta se mueva acorde a la intensidad del giro. El sistema de agujas, se encuentra señalando una escala de medición, con el cual podrás ubicar la medida exacta que tiene el potencial de un artefacto o sistema eléctrico dado. Vatímetro digital Tiene la capacidad adicional de almacenar energía, como una manera de siempre mantener el campo gravitacional activo. Este Vatímetro, en su interior cuenta con un sistema de placas, las cuales reciben esa diferencia de potencial y por otro sistema interno del Vatímetro, lo transforman en una intensidad que va a ser procesada por un microprocesador, con el fin de obtener una cantidad exacta, la cual se refleja de manera digital en una pantalla. Según el tipo de corriente con que trabajan La corriente siempre es importante en un circuito eléctrico, es por esto, que existe un modelo para cada tipo o un modelo para ambos. Vatímetro para corriente continua Este es el modelo primitivo, el que se usaba para medir exclusivamente la corriente continua que circulaba por aparato determinado. Vatímetro para corriente alterna Son de los modelos más recientes y nacen a partir de aquellos que usan corriente continua, como lo pudiste constatar en la historia del Vatímetro. Este modelo, hace mediciones solamente en corriente alterna. Vatímetro con función dual Son los modelos que se usan actualmente, pues en su mayoría tienen esta particularidad dual, ósea funcionan tanto con corriente continua como alterna. Según el tipo de instalación en el que actúa Las instalaciones se diferencian según las entradas de corriente y cómo pueden presentar variaciones en el flujo de la corriente. Vatímetro para conexiones monofásicas Este modelo actúa cuando el sistema es de una única fase, es decir, que la corriente viaja por un sólo conductor, de allí su prefijo mono. Vatímetro para conexiones trifásicas Basándome en el concepto anterior, en este caso, no viaja por un sólo conductor sino por tres conductores, por ende, pueden presentarse más variaciones, las cuales son tomadas por el Vatímetro. Vatímetro para conexión dual Son una especialización actual, dónde un Vatímetro tiene la capacidad de actuar tanto en la corriente monofásica como trifásica.
