Aparatos para mediciones eléctricas.

CET 18 – Modalidad Electromecánica Prof.: Fabricio Curilef

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Aparatos para mediciones eléctricas.

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Se le denomina factor de potencia al cociente entre la potencia activa entre la potencia aparente. En condiciones normales las instalaciones de tipo residencial o comercial no tienen problema con el factor de potencia. No es común en instalaciones de este tipo hacer mediciones de este parámetro. No sucede lo mismo en instalaciones de tipo industrial. Un bajo factor de potencia en la industria produce los siguientes inconvenientes.

Al consumidor. Aumento de la intensidad de corriente. Pérdidas en los conductores y fuertes caídas de tensión. Incrementos de potencia de las plantas, transformadores, reducción de su vida útil y reducción de la capacidad de conducción de los conductores. La temperatura de los conductores aumenta y esto disminuye la vida de su aislamiento. Aumentos en sus facturas por consumo de electricidad.

A la empresa distribuidora de energía: Mayor inversión en los equipos de generación, ya que su capacidad en KVA debe ser mayor, para poder entregar esa energía reactiva adicional. Mayores capacidades en líneas de transmisión y distribución así como en transformadores para el transporte y transformación de esta energía reactiva. Elevadas caídas de tensión y baja regulación de voltaje, lo cual puede afectar la estabilidad de la red eléctrica.

De esta manera, un monitoreo del factor de potencia en una industria, arroja como consecuencia el grado o nivel de aprovechamiento eficiente de la energía eléctrica. Una forma de mejorar un bajo factor de potencia es colocando capacitores de potencia (condensadores) en la industria, de tal forma que el valor del desfasamiento entre la corriente y el voltaje se reduzca (el valor ideal es 1, que equivale al 100% de la utilización de la energía eléctrica. Cuanto menor sea este valor mayor será el pago del recibo por el servicio de energía eléctrica). Un factor de potencia mayor a 0.8 es “aceptable” en industrias. El factor de potencia existente en una instalación puede ser medido con

un aparato denominado factorímetro. Al igual que en los casos anteriores los factorímetros pueden ser: analógicos y digitales.

Aunque los factorímetros pueden ser conseguidos como unidades individuales y portátiles, también pueden ser fijos, o bien formar parte de otros aparatos de medición. Las cargas puramente resistivas no generan problemas con el

factor de potencia.

El factor de potencia (f.p.) no tiene unidades, se concibe solo como un número que muestra el aprovechamiento efectivo de

la energía eléctrica.

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Amperímetro (ampere meter).

Los Amperímetros miden la cantidad de corriente existente en una instalación. Al igual que los demás aparatos para mediciones eléctricas vistos anteriormente, los

amperímetros pueden ser analógicos y digitales. Además de la clasificación anterior, los amperímetros pueden ser fijos o portátiles, también los hay del tipo tenaza (amperímetros de gancho), en cualquier caso, las mediciones que pueden hacerse son en Amperes (A), miliAmperes (mA) y microAmperes (µA). A nivel de consumidores residenciales y/o comerciales no es muy común adquirir amperímetros, los cuales lógicamente medirían solo la corriente eléctrica, más bien

en este nivel se utilizan los denominados multímetros. Para el caso de las instalaciones industriales, en los centros de control, ahí si es conveniente tenerlos, ya sean analógicos o digitales, fijos o portátiles de gancho.

Para el caso de un amperímetro de gancho, su manejo es simple, únicamente se pasa el cable o alambre energizado entre las tenazas (para ello el aparato dispone de un seguro que se oprime y abre una tenaza o pinza), y se lee la

carátula correspondiente. El aparato funciona en base al campo magnético existente alrededor del conductor el cual interactúa con otro campo magnético generado por el mismo aparato provocan-do el movimiento de la aguja.

Cuando se trata de amperímetros fijos o de los portátiles que tienen cables de conexión, el procedimiento implica ponerlos en serie dentro del circuito.

Un ampere (amperio) es la uunidad de intensidad de corriente eléctrica del Sistema Internacional equivalente a la intensidad de la corriente que, al circular por dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a la distancia de un metro uno de otro en el vacío, origina entre dichos conductores una fuerza de dos diezmillonésimas de newton por cada metro de conductor

Otra forma de entender la intensidad de corriente es por medio de los culombios, los cuales son unidades de cantidad de electricidad y carga eléctrica del Sistema Internacional, equivalente a la cantidad de electricidad transportada en un segundo por una corriente de un amperio. En toda la manipulación de unidades para la corriente eléctrica siempre estará presente la Ley de Ohm, que establece:

I = V/R [amps]

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Voltímetro (volt meter). Como su nombre lo indica este aparato permite conocer el voltaje existente en un circuito. Para ello debe conectarse en paralelo con la carga o sistema del cual se quiere conocer su tensión. Tensión, voltaje, diferencia de potencial y fuerza electromotriz, significan esencialmente la misma cosa: fuerza capaz de mover a los electrones libres de un conductor.

Los voltímetros pueden registrar volts y milivolts. Cuando se trata de unidades mayores entonces se utilizan transformadores de potencial que permiten reducir los niveles de tensión a valores manejables por los aparatos. No es muy común encontrar voltímetros construidos para

operar en forma individual (a menos que sean del tipo fijo), más bien forman parte de los multímetros, ya sean analógicos o digitales. Un pequeño dispositivo que permite conocer cual es la fase de entre un grupo de conductores, es el denominado “tester” o probador fases. Se utiliza colocando su punta de tal forma que toque una parte viva del conductor y presionando el otro extremo de tal manera que al coincidir con la fase se prende una pequeña lámpara integrada al artefacto.

Multímetro.

Un Multímetro es un aparato que permite efectuar mediciones eléctricas diversas, de corriente, voltaje, resistencia, frecuencia y en algunos casos capacitancia, temperatura y diodos.

Los multímetros pueden ser analógicos y digitales, en algunos casos pueden ser mixtos, combinados o híbridos. El principio de funcionamiento en el que se basan los multímetros analógicos es exactamente el mismo que en los casos anteriores. Algunos multímetros digitales tienen un circuito que detecta una situación de sobrecarga y lo protege hasta que

desaparece. Cuando la sobrecarga es eliminada el aparato vuelve automáticamente a su modo de operación normal. Generalmente este circuito se usa para proteger la función de ohmios de las sobrecargas de tensión. Otros, cuando detectan la condición de sobrecarga protegen el medidor, pero no vuelven al funcionamiento normal hasta que se remplace un fusible.

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Megohmetro (megger).

Utilizado a nivel industrial, el Megohmetro o megger es un aparato que permite establecer la resistencia de aislamiento existente en un conductor o sistema de tierras.

Funciona en base a la generación temporal de una sobrecorriente eléctrica la cual se aplica al sistema hasta que se rompe su aislamiento, al establecerse un arco eléctrico. El megger es un instrumento del tipo de los ohmímetros, en el que el valor de la resistencia que se mide se registra directamente sobre una escala y esta indicación es independiente de la tensión. Consta de dos partes principales: un generador de corriente continua de tipo magnetoeléctrico, movido generalmente a mano o electrónicamente (Megger digital), que suministra la corriente para llevar a cabo la medición, y el mecanismo del instrumento por medio del cual se

mide el valor de la resistencia que se busca.

El Megohmetro tiene dos imanes permanentes rectos, colocados paralelamente entre si. El inducido del generador, junto con sus piezas polares de hierro, esta montado entre dos de los polos de los imanes paralelos, y las piezas polares y el núcleo móvil del instrumento se sitúan entre los otros dos polos de los imanes. El inducido del generador se acciona a mano, regularmente, aumentándose su velocidad por medio de engranajes. Para los ensayos corrientes de aislamiento, la tensión que más se usa es la de 500 voltios, pero con el fin de poder practicar ensayos simultáneos a alta tensión, pueden utilizarse tensiones hasta 2500 voltios.

Osciloscopio (oscilloscope).

El Osciloscopio es un instrumento que permite visualizar fenómenos transitorios así como formas de ondas en circuitos eléctricos y electrónicos. Por ejemplo en el caso de los televisores, las formas de las ondas encontradas de los distintos puntos de los circuitos están bien definidas, y mediante su análisis podemos diagnosticar con facilidad cuáles son los problemas del funcionamiento. Los osciloscopios son de los instrumentos más versátiles que existen y los utilizan desde técnicos de reparación de televisores hasta médicos. Un osciloscopio puede medir un gran número de variables, provisto del transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en señal eléctrica) será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc. Es importante que el osciloscopio utilizado permita la visualización de señales de por lo menos 4,5 ciclos por segundo, lo que permite la verificación de etapas de video, barrido vertical y horizontal y hasta de fuentes de alimentación.

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Tacómetro.

El Tacómetro es un aparato que permite medir la velocidad del eje de una máquina eléctrica. Generalmente la medida se da en revoluciones por minuto (r.p.m.). Los tacómetros son utilizados a nivel industrial en donde es necesario monitorear constantemente la velocidad de los motores eléctricos con el propósito de mantener los procesos, dentro de los márgenes establecidos por la misma empresa.

Polímetro. Similares a los multímetros (de hecho los términos pueden manejarse como sinónimos),

los Polímetros, son aparatos de medición que permiten medir magnitudes eléctricas en diferentes ámbitos de la electrotécnica y de la electrónica. Todos los polímetros digitales poseen una pantalla muy amplia y clara y disponen de un cuadro de mando muy fácil de manejar. Los polímetros digitales se usan sobre todo en la formación profesional, en la escuela, en la industria y en el taller. Se emplean sobre todo en la práctica profesional, ya que son muy valorados por su alta precisión en la medición. Algunos modelos se proporcionan con una interfaz RS-232 para la transmisión de los datos a un PC.

El polímetro digital universal LCR proporciona mediciones exactas de resistencias, condensadores y bobinas desmontados. Con el polímetro digital LCR es posible medir con precisión la frecuencia, la tensión continua, la temperatura, el paso y los diodos. El aparato está provisto de una salida de señal para mediciones en amplificadores.

Telémetro.

El Telémetro láser/escáner de paredes, detecta conducciones eléctricas, madera e incluso plástico embebidos en las paredes. Opera con una técnica única de gran fiabilidad y ofrece una seguridad impensable hasta hoy a la hora de realizar perforaciones en paredes de las que no existan croquis o información sobre las tuberías, conducciones, etc. que se encuentran en las mismas. En la pantalla del localizador se muestran las tuberías de cobre y las conducciones de agua hasta una profundidad máxima de 100 mm con la profundidad de perforación permitida en cada caso. Los daños por perforación son cosa del pasado. Las mediciones se pueden realizar sobre hormigón, ladrillo de exterior y paredes de construcción, también bajo superficies de azulejo, papel pintado, etc.

El Telémetro funciona deslizándolo sobre la zona de la pared a inspeccionar con la ayuda de sus cuatro ruedas. Tras recorrer aproximadamente ocho centímetros aparecen indicaciones en la pantalla digital. Según la información basada en la práctica, en vez de la profundidad y anchura reales de los objetos detectados, obtendrá una recomendación sobre la profundidad permitida y la distancia lateral a considerar. Para ello se tiene en cuenta una distancia de seguridad de alrededor de 20 milímetros.