Rev 0 Asignatura: Laboratorio de Redes Eléctricas II Código: ELSP04 Docente: Ing. Francisco Vera Torres Página 1 Introducción: Parámetros de la medición de variables eléctricas Para el técnico de electricidad y electrónica, siempre es necesario comprobar distintas variables, presencia o ausencia de tensión, continuidad, ya sea en circuitos eléctricos de laboratorio, realizando mantención de artefactos eléctricos o en distintas instalaciones en Baja Tensión (BT). Por ejemplo, para poder trabajar sobre un artefacto en una casa, antes de intervenir, se debe realizar una presencia de tensión, esto con el fin de poder trabajar sin problemas, pero el técnico en electricidad debe tener a disposición el debido instrumento para medir esta variable y saber configurarlo dentro de los parámetros para no dañar en este caso el multímetro. Por ello es importante observar, antes que medir. Observar un fenómeno es descubrir las principales magnitudes físicas que están involucradas en él, analizar su comportamiento y estudiar cómo y con qué conviene medirlas. Sistema Internacional de Unidades La versatilidad cualitativa del sistema SI es muy grande, ya que permite crear un conjunto coherente de unidades para medir áreas, volúmenes, fuerzas, presiones, energía de todos los tipos, frecuencias, densidades, masas, flujos, temperaturas y en definitiva todo lo mensurable. Cuadro1. Magnitudes y unidades básicas del Sistema Internacional (SI) MÚLTIPLOS MEGA VOLT MEGA OHM MEGA AMPERE MEGA WATT POR 1.000.000 Kilo Volt Kilo Ohm Kilo Ampere Kilo Watt 1000 UNIDAD Volt Ohmio Ampere Watt 1 SUBMÚLTIPLOS mili Volt mili Ohm mili Ampere mili Watt Por 0.001 micro Volt micro Ohm micro Ampere micro Watt Po 0.000001 Recomendaciones de estilo para el uso de las unidades SI 1. Los nombres de unidades derivadas de nombres propios son invariables en las distintas lenguas (así en castellano ha de escribirse Watt, Volt, Joule o Hertz y no “vatio”, “Voltio”, “Julio” o “hercio”. 2. Todos los símbolos deberán ir en minúscula (m,kg, mol), a excepción de los derivados de nombres propios (W, A, V,Ω). Asignatura: Laboratorio de Redes Eléctricas II Código: ELSP04 Docente: Ing. Francisco Vera Torres Rev 0 Página 2 Magnitud y Cantidad Una magnitud física es un atributo de un cuerpo, un fenómeno o una sustancia, que puede determinarse cuantitativamente; es decir es un atributo susceptible a ser medido. Ejemplos: 1. Voltaje 2. Corriente eléctrica. 3. Potencia. 4. Resistencia eléctrica. 5. Capacitancia. A la magnitud de un objeto específico, que es de interés medir, se llama cantidad. En otras palabras, una cantidad es el número, vector o matriz que permite comparar cualitativamente respecto de la que se tomó como unidad de la magnitud. Precisión y Exactitud. La exactitud da una idea del grado de aproximación con que el valor medido concuerda con el valor verdadero; es decir, es la cercanía del valor experimental obtenido al valor real de dicha medida. Se la asocia con la calidad de la calibración del instrumento respecto de los patrones de medida. La precisión indica repetibilidad de los resultados, es decir, el grado con el cual las medidas sucesivas arrojan idénticos valores. También está asociada a la sensibilidad o menor variación de la magnitud que se pueda detectar con un instrumento. En otras palabras, la precisión es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en diferentes mediciones realizadas en las mismas condiciones y exactitud es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real. Asignatura: Laboratorio de Redes Eléctricas II Código: ELSP04 Docente: Ing. Francisco Vera Torres Rev 0 Página 3 Fig 1Precisión y Exactitud Caso a: Existe una determinación precisa pero inexacta en el sentido de que cada tiro golpea en forma repetida el mismo sector en el tablero, pero está alejado del punto central. Caso b: Es una determinación más exacta y más precisa ya que cada punto da en el centro. Caso c: Es menos inexacta y menos precisa que el caso a. Caso d: Es más exacto que el punto a, pero es menos preciso, cada tiro golpea en forma dispersa en una amplia zona cercana al centro pero ninguna repite lugar. Asignatura: Laboratorio de Redes Eléctricas II Código: ELSP04 Docente: Ing. Francisco Vera Torres Rev 0 Página 4 CLASIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ELÉCTRICOS. Estos se pueden clasificar como sigue: • Según la clase de corriente a medir. • Según la magnitud eléctrica a medir. • Según la forma de presentar la medida. • Según la aplicación. • Según el principio de funcionamiento A continuación, se desglosa cada una de estas categorías: SEGÚN LA CLASE DE CORRIENTE A MEDIR: De acuerdo con este criterio, los instrumentos pueden ser: Instrumentos para corriente continua: Estos aparatos se utilizan para medir en corriente continua, siendo necesario que lleven marcado el borne positivo, para evitar que el dispositivo indicador intente desviarse en sentido contrario al correcto, con lo que se podría dañar el aparato. Instrumentos para corriente alterna: Debido a su sistema de medida se utilizarán exclusivamente en corriente alterna, no siendo necesario marcar los bornes. Instrumentos para corriente continua y alterna: Son los destinados a efectuar medidas tanto en corriente continua como en alterna. No es necesario que lleven marcado el borne positivo, pues debido al sistema de medida que utilizan, la desviación del índice siempre es en sentido correcto. SEGÚN LA FORMA DE PRESENTAR LA MEDIDA: Ateniendo a este criterio, los aparatos pueden ser: Aparatos de medida indicadores: Señalan el valor instantáneo, eficaz, medio o máximo, que en cada momento tiene la magnitud medida. Aparatos de medida registradores: Registran el valor que va tomando en el tiempo la magnitud medida. Normalmente, son a la vez indicadores. Aparatos de medida integradores: Calculan la integral en el tiempo de los valores a medir. En el caso de la potencia, cuya integral en el tiempo es la energía, estos aparatos se llaman contadores. Rev 0 Asignatura: Laboratorio de Redes Eléctricas II Código: ELSP04 Docente: Ing. Francisco Vera Torres Página 5 SEGÚN LA MAGNITUD ELÉCTRICA: Algunas de los instrumentos más usados se asocian a las magnitudes que muestra el cuadro 2. MAGNITUD ELÉCTRICA UNIDAD APARATO DE MEDIDA Tensión[V] Volts [V] Voltímetro Intensidad de corriente [A] Amperes [A] Amperímetro Resistencia [R] Ohmio [Ω] Megómetro Potencia Activa [W] Watt [W] Wáttmetro Potencia Reactiva [Q] Volt-Ampere React. [Var] Wáttmetro Frecuencia [f] Hertz [Hz] Frecuencímetro Desfase [ϕ] Grados (°) o Rad. Fasímetro Flujo magnético [Ф] Weber (Wb) Fluxómetro Inductancia [L] Henry (H) Henrímetro Cuadro 2: Instrumentos según sus magnitudes. Asignatura: Laboratorio de Redes Eléctricas II Código: ELSP04 Docente: Ing. Francisco Vera Torres Rev 0 Página 6 SEGÚN LA APLICACIÓN En función de la aplicación que se vaya a dar a los aparatos, se clasifican en: Aparatos de cuadro: Los instrumentos de cuadro, están destinados para montaje fijo en una posición determinada. Se emplean fundamentalmente en cuadros de control y para cumplir con finalidad no necesitan ser muy precisos. Aparatos portátiles: Son instrumentos que por el hecho de ser portátiles no pueden ser de gran precisión. Se destinan a realizar mediciones esporádicas en distintos puntos de circuitos eléctricos. Son fáciles de transportar y sus bornes están dispuestos para realizar una conexión rápida y cómoda. Se montan generalmente en cajas de material aislante. Aparatos de laboratorio: Estos aparatos son de alto grado de precisión. Se utilizan para realizar medidas que requieren gran exactitud y para verificación de otros aparatos de medida. Suelen ir provistos de dispositivos que reducen los errores en el momento de realizar las lecturas, tales como espejo adosado a la escala o indicadores de haz luminoso. SEGÚN EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: El par motor depende del principio funcional del aparato de medida y así, tendremos: • Aparatos térmicos • Aparatos de hierro móvil • Aparatos de cuadro móvil • Aparatos de imán móvil • Aparatos de inducción • Aparatos electrostáticos • Aparatos electrónicos digitales Asignatura: Laboratorio de Redes Eléctricas II Código: ELSP04 Docente: Ing. Francisco Vera Torres Rev 0 Página 7 SIMBOLOGÍA DE LOS APARATOS DE MEDIDA. Los aparatos de medida llevan en la esfera o en una de las caras exteriores de la caja, las indicaciones necesarias para informar sobre sus características. Dichas indicaciones se reflejan mediante símbolos e inscripciones. SÍMBOLOS GENERALES En el cuadro 3 adjuntado se indica la simbología referida a los sistemas de medida: Cuadro 3: Simbología en sistemas de medida . Asignatura: Laboratorio de Redes Eléctricas II Código: ELSP04 Docente: Ing. Francisco Vera Torres Rev 0 Página 8 CLASE DE PRECISIÓN Se simboliza mediante un número que indica el error porcentual que comete el aparato. La precisión se caracteriza por el error reducido, que es el cociente, expresado en tanto por ciento, entre el error absoluto del instrumento y el valor máximo que puede medirse con el aparato (alcance). El error reducido se utiliza para agrupar los instrumentos de medida en clases de precisión. Existen siete clases de precisión: 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1 - 1,5 - 2,5 - 5 Un instrumento con clase 1 tiene un error de un 1% sobre su fondo de escala. Ejemplo: Un voltímetro con clase 1, conectado de forma que su alcance es 200 V, tiene un error máximo absoluto para toda la escala de: ± 0,01 x 200 V = ± 2 V. Puesto que el error absoluto es el mismo para toda la escala, el error relativo crece a medida que la lectura se aproxima al punto inicial de la escala. Se recomienda, no utilizar medidas en el sector inicial de la escala. Asignatura: Laboratorio de Redes Eléctricas II Código: ELSP04 Docente: Ing. Francisco Vera Torres Rev 0 Página 9 Diagramas esquemáticos y Símbolos Los diagramas esquemáticos son una forma de lenguaje que ayuda a transmitir información acerca de las relaciones eléctricas en un circuito. Estos diagramas no indican las posiciones físicas o las dimensiones de los componentes ni muestran los puntos reales de interconexión. Los símbolos que se usan en diagramas esquemáticos representan los componentes y conductores del circuito, pero de nuevo, los símbolos no pretenden mostrar la forma o dimensión físca del componente real, aunque sí indican un rasgo característico del componente. Figura 1-1. Símbolos esquemáticos comunes de componentes y dispositivos.
