Medidas elctricas

en las instalaciones

de baja tensin

Introduccin

El buen funcionamiento de un organismo, una mquina,

etc., depende en gran medida del funcionamiento combi-

nado de los distintos elementos que lo constituyen; si uno de

stos no realiza correctamente su funcin, desencadena el

mal funcionamiento de todo el sistema. En principio, las

anomalas se intuyen, pero para poder demostrarlas es ne-

cesaria la comprobacin de algunas magnitudes caracte-

rsticas para compararlas con las que se dan en el sistema

cuando el funcionamiento es el adecuado.

En las instalaciones elctricas, tambin es necesario evaluar

o medir algunos parmetros o magnitudes del circuito elc-

trico, en especial las estudiadas en la Unidad 3, como son

la intensidad de corriente, la tensin elctrica, la resistencia

elctrica, la potencia elctrica o la energa elctrica. Estas

magnitudes nos van a indicar el buen funcionamiento de la

instalacin o posibles problemas.

En lo que se refiere a la seguridad de los elementos que

constituyen la instalacin y de las personas que la utilizan,

han de conocerse otros parmetros importantes, como pue-

den ser: la resistencia de tierra, la resistencia de aislamien-

to, la sensibilidad de los aparatos de proteccin, los tiem-

pos de disparo, etctera.

En esta Unidad, vamos a hacer un recorrido por la reali-

zacin de las distintas medidas, as como por los aspectos

ms importantes a tener en cuenta para su valoracin. Se

har de una forma exclusivamente prctica, obviando los

aspectos correspondientes a la constitucin interna de los

aparatos de medida, ya que stos se estudiarn en el m-

dulo de Electrotecnia. El estudio y realizacin de las medi-

das de otros parmetros importantes para la instalacin se

abordar en la Unidad correspondiente, ya que se necesi-

tan otros conocimientos previos para su correcta compren-

sin.

Concepto de medida

De acuerdo con la anterior definicin, es necesario que las

unidades de referencia sean aceptadas de forma general

por la comunidad cientfica internacional. A principios del

siglo XXse fueron unificando estos patrones de medidas por

la Comisin Internacional de Pesas y Medidas, que estruc-

turaron el Sistema Internacional de Medidas, ms conocido

como Sistema GIORGI.

En la Tabla 5.1, se recogen las magnitudes ms importan-

tes que podemos encontrar en un circuito elctrico.

En el campo de las medidas elctricas hay que distinguir

dos tipos de medidas: medidas de tipo industrial y medi-

das de laboratorio.

Medidas industriales: son aquellas que se reali-

zan directamente sobre el montaje o instalacin elc-

trica. Para realizarlas se necesitan aparatos que sean

prcticos, con la posibilidad de ser tanto fijos como

porttiles.

Medidas de laboratorio: son aquellas que se rea-

lizan en condiciones idneas y distintas de las ambien-

tales. Se utilizan para verificar el funcionamiento de los

aparatos de medida o para el diseo de aparatos y cir-

cuitos; estos aparatos suelen tener una mayor precisin

que los utilizados en la industria, motivo por el cual son

ms delicados y costosos.

Unidad S. GiorgiAparato

Magnitud Smbolo para su Denomi- Sm-

medicinnacin bolo

Cantidad deQ Culombio C

Galvan-

electricidad metro

Corriente I Amperio AAmper-

metro

Resistencia R Ohmio hmetro,

puentes

Tensin U Voltio V Voltmetro

Potencia P Vatio W Vatmetro

Energa E Julio JContador

de energa

Capacidad C Faradio FCapac-

metro

Frecuencia f Hertzio HzFrecuenc-

metro

Factor cos - - - - - - - cos

Fasmetro

de potencia

Tabla 5.1. Magnitudes elctricas del Sistema Internacional.

Medir es comparar una medida determinada con otra

que tomamos como unidad.

Cualidades de los aparatos

de medida

Podemos decir que un aparato de medida ser mejor o

peor, atendiendo a las siguientes cualidades:

a) Sensibilidad: se define como el cociente entre la des-

viacin de la aguja indicadora medida en grados y la

variacin de la magnitud que se est midiendo. Esta cua-

lidad es especfica de los aparatos analgicos.

b) Precisin: la precisin de un aparato de medida, est

ntimamente relacionada con su calidad. Es ms preci-

so un aparato cuanto ms parecido sea el valor indica-

do a la medida real de dicha magnitud.

c) Exactitud: es un concepto parecido al de precisin,

pero no igual. Un aparato es ms exacto cuanto ms

parecidos sean el valor medido y el valor real por ex-

tensin, un aparato exacto es, a su vez, preciso, pero

un aparato preciso no tiene por qu ser exacto.

d) Fidelidad: cuando al repetir varias veces la misma me-

dida, el aparato da la misma indicacin.

e) Rapidez: un aparato es rpido cuando se estabiliza

en menos tiempo.

Errores en la medida

Al realizar medidas, los resultados obtenidos pueden verse

afectados. El resultado lleva implcito la posibilidad de errar

en la lectura, por ello es necesario conocer con profundidad

como se cometen los errores, para poderlos prever y mini-

mizar, de manera que seamos nosotros los que valoremos la

veracidad de la medida realizada. Los errores en medidas

elctricas se pueden clasificar en sistemticos y accidentales:

a) Error sistemtico es el originado por las caracters-

ticas del aparato o de la actitud del observador. Entre los

ms frecuentes se pueden destacar los siguientes:

Metodolgicos: por utilizar un mtodo inadecua-

do para realizar la medida, como por ejemplo la co-

locacin de los aparatos de medida cuando se utili-

za el mtodo indirecto, ya que stos tienen consumo

y pueden falsear el resultado obtenido.

Ambientales: son el resultado de la influencia de

las condiciones fsicas del entorno: temperatura, pre-

sin, humedad, campos magnticos, etctera.

Personales: los que dependen de la pericia o ha-

bilidad del operador al realizar la medida; por ejem-

plo, la colocacin de ste en la lectura.

Instrumentales: son los causados por el desgas-

te de las piezas del aparato, o bien por el desgaste

de la pila o batera que alimenta dicho aparato.

b) Accidentales: se producen de una forma aleatoria.

No se pueden clasificar dada su gran variedad; aun as,

no son de gran importancia en las medidas elctricas.

Cada vez que realicemos una medida, debemos evitar des-

confiar del valor obtenido, pero tambin razonar si el re-

sultado est en relacin con el valor que preveamos o no

se corresponde con ste. En caso de que exista gran dife-

rencia, hemos de pensar que algo raro ocurre y hacer las

comprobaciones necesarias.

Entre todos los errores que se pueden cometer al realizar

una medida, se encuentran los causados por el operario

que la realiza. Se suelen cometer con frecuencia, pero son

fciles de eliminar siendo metdicos. Estos son:

a) Errores de cero: Se dan cuando al iniciar la medida

no hemos prestado la suficiente atencin a la posicin

del ndice (aguja indicadora). Antes de medir, es con-

veniente calibrar con el tornillo de ajuste la aguja a cero.

b) Error de paralaje: ocurre cuando el operario no en-

cara de forma perpendicular la escala del aparato. Se

corrige haciendo coincidir la aguja con su proyeccin

sobre la escala. Algunos aparatos suelen incorporar un

espejo sobre la escala para facilitar esta tarea.

Estos errores no se suelen dar en los aparatos digitales. Por

otro lado, es conveniente conocer la calidad y precisin de

los aparatos de medida, de ah que estudiemos los si-

guientes conceptos:

a) Error absoluto: es la diferencia entre el valor obteni-

do y el valor real. Como se ha dicho en prrafos ante-

riores, el valor real es difcil de conocer, por este motivo

podemos tomar como valor real el obtenido con un apa-

rato de precisin, o bien, tomar como valor real la me-

dia de varias medidas.

e = Valor ledo Valor reala

Este error nos indica cunto nos hemos equivocado, pero

no nos dice nada sobre la calidad de la medida y del

aparato con la que se realiza. Se pueden obtener erro-

res tanto positivos como negativos, en el primer caso se

entiende que el aparato mide por exceso y en el segun-

do se entiende que lo hace por defecto.

b) Error relativo: es el resultado de multiplicar por 100 el

cociente que resulta de dividir el error absoluto por el va-

lor real. El error relativo se expresa en tanto por ciento.

e = rValo

ea

r real 100

Este error nos da ms informacin sobre la medida, ya

que se refiere al error cometido por unidad de medida.

Un aparato se puede considerar bueno cuando da un

error relativo por debajo del 2 %.

Clase de precisin

Cuando tomamos el error absoluto mximo, lo relaciona-

mos con el valor de final de la escala de medida y lo ex-

presamos en tanto por ciento, obtenemos un nmero que

define la clase del aparato; esto es, su grado de precisin.

Clase = Valo

e ma

r fin

a

x

l

im

es

o

cala 100

Su clasificacin y aplicacin es la siguiente:

Clase 0,1 y 0,2. Instrumentos de gran precisin para

investigacin.

Clase 0,5. Instrumentos de precisin para laboratorio.

Clase 1. Instrumentos de medidas porttiles de cc.

Clase 1,5. Instrumentos de cuadros y porttiles de ca.

Clase 2,5 y 5. Instrumentos de cuadros.

Se realiza la medida de intensidad de corriente de un

circuito con un ampermetro a prueba y un amperme-

tro patrn. Se obtienen las siguientes lecturas:

Ampermetro a prueba: 4,1 A.

Ampermetro patrn: 4 A.

Se pide: calcular los errores absoluto y relativo.

Solucin:

ea = Valor ledo Valor real = 4,1 4 = 0,1

e = rValo

ea

r real 100 =

0

4

,1 100 = 2,5 %

Caso prct ico 1

Se realiza la medida de tensin de un circuito con un

voltmetro a prueba y un voltmetro patrn. Se obtie-

nen las siguientes lecturas:

Voltmetro a prueba: 130 V.

Voltmetro patrn: 135 V.

Se pide: calcular los errores absoluto y relativo.

Solucin:

e = Valor ledo Valor real = 130 135 = 5a

e = rValo

ea

r real 100 =

1

3

5

5 100 = 3,70 %

Caso prct ico 2

Se realiza una serie de medidas con un ampermetro a

prueba y un ampermetro patrn, obtenindose las si-

guientes lecturas:

El ampermetro a prueba tiene una escala de medidas

que va desde 0 hasta 10 A.

Se pide: calcular la clase (precisin) del ampermetro.

Solucin:

e 1a = Valor ledo Valor real = 1,5 1,6 = 0,1

e 2a = Valor ledo Valor real = 2,5 2 = 0,5

e 3a = Valor ledo Valor real = 4 3,8 = 0,2

e 4a = Valor ledo Valor real = 7 6,7 = 0,3

El error absoluto mximo es 0,5.

Clase = Valor

ea

fin

m

a

l

x

escala 100 =

0

1

,

0

5 100 = 5

Por lo tanto, el aparato es de Clase 5.

Caso prct ico 3

1 2 3 4

Ampermetro a prueba 1,5 2,5 4 7

Ampermetro patrn 1,6 2 3,8 6,7

Tabla 5.2. Lecturas obtenidas en la medicin.

5.4Escalas, campos de medida,campo de lecturas y constante

de medida

Vamos a describir una serie de conceptos importantes para

la toma de medidas elctricas.

A. Escalas

Es la zona graduada de la pantalla del aparato de medida.

Sobre sta se desplaza el ndice para indicarnos el valor de

la medida. Debido a la constitucin interna del aparato, ob-

tenemos distintas distribuciones en las divisiones de la esca-

la, tal y como se puede ver en la Figura 5.1. Pueden ser:

Uniformes: todas las divisiones son iguales a lo largo

de la escala.

Cuadrticas: las divisiones se ensanchan sobre el fi-

nal de la escala.

Ensanchadas: las divisiones son distintas al principio

y al final de la escala.

Logartmicas: las divisiones son menores al final de

la escala.

B. Campo de medida (Rango)

Tambin llamado capacidad o calibre del aparato,

es la mxima medida que se puede realizar con un deter-

minado aparato. Los aparatos de medida pueden llevar

diferentes campos para una misma magnitud, segn las

condiciones de conexin, tal y como se puede apreciar en

la Figura 5.2.

Como se ve en la Figura 5.2, podemos ampliar el campo

de medida de tensin cambiando tan slo las bornas de

conexin del aparato, conectndolo entre 0 y 150 V o

bien entre 0 y 300 V.

C. Campo de lectura

Como se puede apreciar en la Figura 5.2, existe una zona

de la escala en la que no existen divisiones. Esto indica que

ese aparato no realiza la medida con precisin en esa zona,

con lo que el campo de medidas fiables es el correspon-

diente a la zona marcada con divisiones. Es el llamado

campo de lectura.

D. Constante de medida

Las escalas no suelen tener una divisin por cada unidad de

la magnitud que se est midiendo; por este motivo, en la

mayora de los casos, cada divisin representa varias uni-

dades de medida, de manera que para obtener el valor real

es necesario multiplicar el nmero de divisiones por la cons-

tante correspondiente. Dicha constante va a depender del

tipo de escala, como vemos a continuacin:

Escalas uniformemente graduadas: en el amper-

metro de la Figura 5.3 tenemos tres constantes de medida,

ya que el aparato tiene tres alcances con las mismas divi-

siones, que se obtienen de la forma siguiente:

0

0

0

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6 7 8

Uniforme

Ensanchada

Cuadrtica

Logartmica

Fig. 5.1. Tipos de escalas.

V

30

60

120

120

240

180

360

240

480

60

90

120

150

0

300

600

0 V 150 V 300 V 600 V

Fig. 5.2. Ejemplo de aparato de medida con diferentes campos de medi-

das. Voltmetro.

Kl (0,5) = VM

Nt=

2

0

5

,5

d

A

iv= 0,02 A/ div

Kl (2,5) = VM

Nt=

2

2

5

,5

d

A

iv= 0,1 A/ div

Kl (5) = VM

Nt=

2

5

5

A

div= 0,2 A/ div

Donde:

Kl = Constante de medida

VM = Valor mximo actual

Nt = Nmero total de divisiones

Escalas que precisan de acotacin: en aquellos apa-

ratos en los que el campo de lectura no se corresponde con

el campo de medidas se recurre a precisar el tramo de lec-

tura del mismo. As, en el caso del voltmetro de la Figura

5.2, hemos de recurrir a acotar el nmero de divisiones en-

tre un valor mximo y el valor mnimo, y contar el nmero

de divisiones en ese tramo. Para una mejor comprensin, re-

alizamos a continuacin un ejemplo con el voltmetro de la

Figura 5.2 para la escala de 150 V.

Lo primero sera elegir un tramo de la escala; para este caso

elegimos como valor mayor 120 V y como valor menor 90 V.

Se aprecia que en ese tramo hay seis divisiones. Aplicando

la expresin:

Kl (150) = VM

n

Vm=

120

6

v

d

iv

90 v= 5 V/ div

Donde:

K = l Constante de medida

V = M Valor mximo elegido

V = m Valor mnimo elegido

n = Nmero de divisiones entre ambos

Cuando hablamos de escalas, campos de lecturas o cons-

tantes de medidas, hemos de entender que slo es de apli-

cacin a los aparatos de medida analgicos, ya que los di-

gitales presentan el valor directamente sobre la pantalla o

display.

Simbologa utilizada

en los aparatos de medidas

elctricas

Los aparatos de medida pueden ser analgicos o digitales;

los primeros presentan la medida mediante un ndice o agu-

ja que se desplaza sobre una escala graduada, y los se-

gundos presentan el valor en una pantalla o display me-

diante nmeros. Para representar esquemticamente e

interpretar las inscripciones de funcionamiento se recurre a

la simbologa normalizada que se recoge en la Tabla 5.3.

A

0

00

,1

0,5

1

0,2

1

2

0,3

1,5

3

0,4

2

4

0,5 A 2,5 A 5 A

0,5

2,5

5

Fig. 5.3. Ampermetro con tres alcances de medidas.

Smbolos utilizados en medidas elctricas

Smbolo Significado

Instrumento para corriente continua

Instrumento para corriente alterna

Instrumento para corriente continua o alterna

Instrumento de corriente trifsica con un solo

circuito medidor

Instrumento de corriente trifsica con dos cir-

cuitos medidores

Tabla 5.3. Simbologa utilizada en medidas elctricas. (Contina).

Smbolos utilizados en medidas elctricas

Smbolo Significado

Instrumento de corriente trifsica con tres cir-

cuitos medidores

Atencin: observar instrucciones de empleo

Ajuste de cero del aparato (cero mecnico)

Smbolo indicador de blindaje de hierro

Posicin de trabajo vertical

Posicin de trabajo horizontal

Posicin de trabajo inclinada

Instrumento de cuadro mvil con imn perma-

nente

Instrumento bimetlico

Instrumento trmico

Instrumento medidor de cocientes de bobinas

mviles

Instrumento de induccin

Instrumento medidor de cocientes de induc-

cin

Instrumento electromagntico o de hierro

mvil

n

Smbolos utilizados en medidas elctricas

Smbolo Significado

Instrumento medidor de cocientes de hierro

mvil

Instrumento electrodinmico sin hierro

Instrumento medidor de cocientes electrodin-

mico

Instrumento electroesttico

Instrumento de imn mvil

Instrumento de cuadro mvil con rectificador

Instrumento electrodinmico con circuito mag-

ntico de hierro

Instrumento medidor de cocientes electrodin-

mico con circuito magntico de hierro

Instrumento de vibracin

Tensin de prueba 500 voltios

Tensin de prueba 1 000 voltios

Tensin de prueba 2 000 voltios

Tensin de prueba 3 000 voltios

Tensin de prueba 5 000 voltios

5

3

2

1

Tabla 5.3. Simbologa utilizada en medidas elctricas. (Continuacin). Tabla 5.3. Simbologa utilizada en medidas elctricas. (Continuacin).

Categora de empleo:

Interpretacin de las indicaciones inscritas en

los aparatos de medidas

Los aparatos de medida llevan, en la parte inferior de la es-

cala, unos smbolos que indican las caractersticas tanto

constructivas como de funcionamiento de dicho aparato. En

la Figura 5.4 se han resaltado estas indicaciones de las que

se aclaran su significado a continuacin.

Las inscripciones superiores de la zona resaltada (VDE),

corresponden a las normas y certificaciones que cumple di-

cho aparato.

Significado de las inscripciones del aparato de la Figura 5.4:

Instrumento electromagntico o de hierro mvil

1,5 Categora de empleo (instrumento de cuadro para c. a.)

Aparato de corriente alterna

Posicin de trabajo vertical

Tensin de pruebas 3 000 V

Realizacin de medidas

elctricas fundamentales

Generalidades: en las instalaciones elctricas podemos rea-

lizar medidas de una forma permanente mediante aparatos de

cuadro, (vase la Figura 5.5) o bien, de una forma aleatoria,

3

Smbolos utilizados en medidas elctricas

Smbolo Significado

Ampermetro

Voltmetro

Vatmetro

Varmetro

hmetro

Medidor de resistencia de aislamientos

(Megger)

Frecuencmetro

Fasmetro

Sincronoscopio

Contador de energa activa

Contador de energa reactiva

Tabla 5.3. Simbologa utilizada en medidas elctricas. (Continuacin).

kVArh

kWh

f

M

VAr

W

V

A

Tipo de instrumento Clase

De laboratorio 0,1 0,2 0,5

De servicio 1 1,5 2,5 5

Tabla 5.4. Categora de empleo de los aparatos de medida.

Fig. 5.4. Detalle de las indicaciones inscritas en los aparatos de medidas.

31,5

mediante aparatos porttiles (vase la figura 5.6). En ambos

casos estos aparatos pueden ser analgicos o digitales.

A la hora de realizar las medidas, son de aplicacin todos

los apartados anteriores referidos a la obtencin de resul-

tados y correccin de errores.

Para realizar una medida podemos utilizar un aparato es-

pecfico de la magnitud que pretendemos conocer, como por

ejemplo medir la potencia elctrica utilizando un vatmetro

(mtodo directo), o bien medir las magnitudes necesarias

para deducir la que pretendemos conocer (mtodo indirec-

to). Por ejemplo, si queremos obtener la potencia elctrica,

medimos la tensin y la intensidad del circuito para obtener

el valor de la potencia mediante la expresin: P= UI.

Como precaucin inicial antes de realizar cualquier medi-

da, es importante seleccionar el aparato idneo, tanto en el

tipo de corriente (continua o alterna) como en la eleccin del

calibre adecuado, con un alcance suficiente para el valor de

la magnitud que pretendemos medir.

En el caso de aparatos de corriente continua, es necesario

observar la polaridad de conexin, ya que si se conecta con

la polaridad invertida, el ndice va a intentar girar en sen-

tido contrario en los aparatos analgicos y nos va a apa-

recer un signo () delante de la medida en los digitales.

En los cuadros elctricos, con el fin de ahorrar costes y es-

pacio, se suelen utilizar conmutadores rotativos tanto de ten-

sin como de intensidad, para poder emplear un solo apa-

rato de medida y no varios, lo que permite obtener el valor

de las tensiones e intensidades de un sistema trifsico utili-

zando un solo voltmetro y un ampermetro.

Cuando la tensin o la intensidad son de valor elevado se

suelen conectar los aparatos mediante transformadores de

medida, que adaptan el valor de la magnitud a medir al

campo de medidas del aparato. ste nos indica el valor real

de la medida sobre la escala.

Medida de tensiones

o de la diferencia de potencial

Para medir tensin utilizamos el voltmetro (vase la Fi-

gura 5.7). Este aparato est formado internamente por una

bobina de muchas espiras y muy poca seccin, por lo que

presenta una gran resistencia interna, necesaria para po-

der conectarlo en paralelo a los puntos donde se pretende

realizar la medida como se ve en la Figura 5.8, medida

de tensin en corriente continua, y en la Figura 5.9, medi-

da de tensin en corriente alterna. Cuanto mayor sea la re-

sistencia interna del aparato, menos interferencias provo-

car en el funcionamiento del circuito correspondiente, ya

que el aparato consume cierta intensidad.

Fig. 5.5. Aparatos de medida para cuadros.

Aparato digital Aparato analgico

Fig. 5.6. Aparatos de medida porttiles.

Aparatos digitales Aparato analgico

Fig. 5.7. Voltmetro de cuadro.

Cuando queremos realizar la medida de tensiones en un

sistema trifsico, sobre todo en cuadros, podemos recurrir

a colocar 3 o 6 voltmetros con el consiguiente aumento de

costes y espacio. Para evitar esto, se recurre a la utilizacin

de conmutadores voltimtricos que permiten realizar la me-

dida entre los tres hilos activos o entre los tres hilos activos

y el neutro, utilizando un slo aparato de medida.

En caso de que la tensin sea elevada, recurrimos a adap-

tar dicha tensin al campo de medidas del voltmetro me-

diante un transformador de tensin (vase la Figura 5.12).

El aparato nos indicar el valor real de la medida, pues su

escala est graduada respecto al valor de entrada del trans-

formador, mientras que el valor de salida es el que se apli-

ca al voltmetro.

V

+

-

I I

R

Fig. 5.8. Medida de tensin en corriente continua.

R

L1

N

U V

I I

Fig. 5.9. Medida de tensin en corriente alterna.

En la Figura 5.10 podemos ver cmo se conecta un

conmutador voltimtrico para utilizar un solo voltmetro

en un sistema trifsico. En el mercado existen voltmetros

y ampermetros que incorporan dicho conmutador so-

bre el mismo aparato, como se ve en la Figura 5.11.

Caso prct ico 4

(c o n t i nua c in )

Fig. 5.11. Voltmetro con conmutador incorporado al aparato.

Se pide: realiza el conexionado de voltmetros para

medir tensiones en un sistema trifsico con neutro.

Solucin: dicho conexionado se realizar como se

indica en la Figura 5.10.

Caso prct ico 4

VV

VV

VV

L1

L2

L3

N

L 1

L 2

L 3

N

101 11

V

V V1 2

8 4 12

Fig. 5.10. Medida de tensiones en un sistema trifsico.

Se pide: realiza el conexionado de voltmetro me-

diante un transformador de tensin.

Solucin: dicha medida se realiza para un circuito

monofsico de corriente alterna y se atender al mon-

taje de la Figura 5.12.

Caso prct ico 5

L1

N

U V

VU

V

Fig. 5.12. Medida de tensin en corriente alterna mediante un trans-

formador de tensin.

Como ejemplo de lo anteriormente expuesto, podemos

considerar una red de 1 000 V de tensin, se utilizar un

transformador de relacin 10 a 1. Esto quiere decir que

por cada 10 V de entrada, el transformador da 1 V de sa-

lida, que es la tensin que se aplica al voltmetro; en la es-

cala, el valor que se marca es el correspondiente a la ten-

sin que le llega al voltmetro multiplicado por 10. Dicho

al revs, si el voltmetro nos indica 700 V, al aparato le

estn llegando 70 V.

Este mtodo es solo vlido para corriente alterna, ya que

en corriente continua habra que recurrir a los converti-

dores.

Medida de intensidad

de corriente elctrica

La intensidad de corriente se mide con el ampermetro (va-

se la Figura 5.13). Bsicamente est constituido por una bo-

bina con muy pocas espiras y una gran seccin. Se conec-

ta en serie con el receptor al que queremos medir la

intensidad que consume como se aprecia en la Figura 5.14,

en un circuito de corriente continua, y en la Figura 5.15, en

un circuito para corriente alterna.

Para que la conexin de este aparato no modifique las mag-

nitudes en un circuito, se hace necesario que el aparato pre-

sente una resistencia interna prcticamente nula, ya que de

no ser as, su conexin al circuito provocara modificacio-

nes del valor de la resistencia total y por ende todas las de-

ms magnitudes derivadas de sta.

En un sistema trifsico, al igual que las tensiones, se pue-

den utilizar conmutadores para usar solo un ampermetro

en vez de varios.

Tambin, como en medida de tensiones, para intensidades

elevadas se suelen utilizar transformadores de intensidad

que adaptan el valor de sta al campo de medidas del am-

permetro, aunque la indicacin sobre la escala se corres-

ponde con el valor real. Tanto el ampermetro como el trans-

formador han de construirse para este fin.

Se pide: realizar el conexionado de ampermetro para

tomar la medida de intensidad en un sistema trifsico.

Solucin: para realizar dicha medida se puede re-

currir a montar tres ampermetros (uno por fase), o bien

realizarlo mediante conmutador amperimtrico, como

se muestra en la Figura 5.16.

Caso prct ico 6

L1

L2

L3

AA

A

N

L1

L1

L2

L3

K1

A

1 6 19 16 7 12

2

A1

A2

11

K2

L3

K3

L2

Fig. 5.16. Medida de intensidades en sistemas trifsicos.

Fig. 5.13. Ampermetro de cuadrado.

A

R

+

-

I

Fig. 5.14. Medida de intensidad en corriente continua.

AI

L1

N

U R

Fig. 5.15. Medida de intensidad en corriente alterna.

Medida de resistencia elctrica

Otra magnitud fundamental de la que nos interesa conocer

su valor es la resistencia elctrica. Dicha magnitud se mide

mediante puentes de medida en laboratorios, y mediante el

hmetro en las medidas cotidianas (vase la Figura 5.18).

El hmetro, bsicamente, est constituido por un galvan-

metro (aparato medidor con escala graduada en ohmios) y

una fuente de alimentacin (pila) en serie. La pila es la que

permite que circule una pequea intensidad por el aparato

medidor y por el circuito a medir, ya que ste ha de estar

desconectado de la red de alimentacin. En funcin de la

intensidad que circule, el galvanmetro nos indicar el va-

lor de la resistencia sobre la escala.

En los aparatos analgicos, la escala para medir resisten-

cia se grada de forma inversa a como se gradan las de-

ms magnitudes, es decir, el cero se coloca a la derecha de

la escala, debido a que cuando la resistencia a medir es

nula, el galvanmetro estar recorrido por la mxima in-

tensidad que puede dar la pila, con lo que la desviacin del

ndice (aguja) del aparato ser mxima (fondo de escala).

Ser en ese punto donde habr que colocar el valor 0 de

la escala. Al contrario, si la resistencia es de valor prcti-

camente infinito (circuito abierto), el galvanmetro no esta-

r recorrido por ninguna intensidad, con lo que el ndice

no sufrir desviacin y permanecer a la izquierda de la es-

cala. En este punto se colocar el valor . Esta distribucin

de la escala se puede apreciar en la Figura 5.18. Los valo-

res intermedios variar en funcin de que la intensidad que

circule por el galvanmetro sea mayor o menor.

En los aparatos analgicos, antes de realizar ninguna me-

dida hay que poner a cero el aparato. Esto es debido a que

la pila no suele tener siempre la misma carga y por ello se

incorpora al aparato una resistencia variable (potencime-

tro) en serie, como se ve en la Figura 5.19, con la pila y el

galvanmetro, de manera que al puentear las pinzas del

aparato, ste debe indicar el valor cero de la escala; si no

es as, manipularemos el potencimetro hasta llevar el n-

dice al valor cero.

Con este procedimiento se compensa tambin el valor de la

resistencia de los conductores de prueba del aparato, de

manera que el valor indicado por el aparato se correspon-

der con el valor real de la resistencia a medir. Este proce-

so no es necesario en los aparatos digitales, ya que stos

hacen la compensacin de forma interna.

Para realizar la medida de resistencia, es necesario obser-

var algunas precauciones previamente, como que el circui-

to a medir est desconectado de la red. Si es un elemento

Se pide: realizar el conexionado de ampermetro me-

diante un transformador de intensidad para realizar la

medida en un circuito monofsico de corriente alterna.

Solucin: su montaje se muestra en la Figura 5.17.

Caso prct ico 7

N

KL1

k

A

l

L

Fig. 5.17. Medida de intensidades en c.a. mediante transformadores

de intensidad.

Fig. 5.18. hmetro

Bobina mvil

Ajuste de cero

Pila

Fig. 5.19. Constitucin interna del hmetro.

que forma parte de un montaje (acoplamiento de recepto-

res, circuito impreso, etc.), hemos de aislarlo del resto an-

tes de realizar la medida, ya que el acoplamiento puede in-

fluir para que el valor obtenido no sea el correcto.

Para realizar la medida (vase la Figura 5.20), se colocan

las puntas de las pinzas en los extremos de la resistencia a

medir, y el valor ledo en la escala se toma directamente.

Como se dijo anteriormente, la forma de realizar las me-

didas expuestas hasta ahora se corresponde con el mto-

do directo, y se aplica el aparato especfico directamente.

Tambin se puede realizar la medida de la resistencia de

la lmpara de la Figura 5.21 mediante el mtodo indirec-

to. Como se puede ver en el siguiente caso prctico, es ne-

cesario medir la tensin, la intensidad y aplicar la Ley de

Ohm (R = V/I ). Cabe resaltar que la conexin del volt-

metro se hace por delante del ampermetro para que ste

mida slo la intensidad consumida por la lmpara, sin la

influencia de la intensidad consumida por el voltmetro.

Medidas con polmetros y pinzas

amperimtricas

La medicin de las magnitudes expuestas hasta ahora; ten-

sin, intensidad y resistencia elctrica, se puede realizar con

el polmetro (multmetro) y con la pinza o tenaza amperi-

mtrica:

Polmetro: como ya se indic en la Unidad 1, es un apara-

to de medidas porttil que se considera una herramienta ms

del profesional de la electricidad (vase la Figura 5.22). Los po-

demos encontrar tanto analgicos como digitales, y para su uti-

lizacin es necesario tener presentes algunas consideraciones.

Bsicamente, podemos decir que es un aparato mltiple

que, dependiendo de donde coloquemos las pinzas en el

mismo, o en qu posicin coloquemos el conmutador (va-

se la Figura 5.23), se comportar como voltmetro, ampe-

rmetro u hmetro, entre otros.

R

Fig. 5.20. Medida de resistencia con hmetro.

Fig. 5.22. Distintos modelos de polmetros.

En el montaje de la Figura 5.21, podemos comprobar

la influencia de la temperatura en el valor de su resis-

tencia; por este motivo se propone que la tensin apli-

cada sea variable entre 0 y 230 V. Se puede compro-

bar que el valor de la resistencia ser distinta con los

diferentes valores de tensin aplicados al circuito.

Para cada valor de tensin se tomar el valor de in-

tensidad y se aplicar la Ley de Ohm.

Caso prct ico 8(c o n t i nua c in )

Se pide: realizar el esquema de montaje para deter-

minar la resistencia de una lmpara de incandescen-

cia por el mtodo indirecto. Comprueba que dicha re-

sistencia depende de su temperatura.

Solucin:

Caso prct ico 8

L1

E

A

V

N

U = 0 230 V

PIA

S

Fig. 5.21. Medida de la resistencia de una lmpara por el mtodo

indirecto.

En las Figuras de la 5.24 a la 5.28, se ilustra la forma de

conexin del polmetro para realizar las medidas de ten-

sin e intensidad, tanto en continua como alterna, as como

de resistencia. El aparato utilizado es el de la Figura 5.24,

analgico y con conversin de la medida mediante clavijas.

Obsrvese que en las distintas medidas se mantiene una de

las pinzas en la toma comn, la otra pinza se colocar en

la toma correspondiente al campo de medidas necesario, ya

que este aparato posee distintos calibres de medida.

Fig. 5.23. Detalle de cmo se ha de cambiar la conexin del polmetro

para realizar distintas medidas.

Fig. 5.24. Polmetro analgico.

==

+

=

-

Fig. 5.25. Medida de una tensin en c. c. con polmetro.

==

=

Fig. 5.26. Medida de una tensin en c. a. con polmetro.

==

=

Resistencia

de carga

+

-

5A

Fig. 5.27. Medida de una intensidad en c. c. con polmetro.

==

=

RX

Fig. 5.28. Medida de una resistencia con polmetro.

Pinza o tenaza amperimtrica: al igual que el pol-

metro, este aparato se fabrica para poder realizar, entre

otras, medidas de tensin, intensidad y resistencia, con lo

que se convierte tambin en una herramienta imprescindi-

ble para el profesional de la electricidad. Como la mayora

de los aparatos de medida, las podemos encontrar anal-

gicas y digitales.

La diferencia entre este aparato y el polmetro es la facili-

dad con que se pueden realizar las medidas de intensida-

des, ya que aprovecha el campo magntico que genera un

conductor al ser recorrido por una corriente elctrica para

convertirlo en un valor de intensidad.

Aunque este fenmeno se estudiar en profundidad en la

Unidad 6, hemos de hacer una introduccin para poder en-

tender el funcionamiento de la pinza.

Todo conductor recorrido por una corriente elctrica gene-

ra a su alrededor un campo magntico circular cuyo centro

es el propio conductor. Dicho campo ser ms intenso (ms

fuerte) cuanto mayor sea la intensidad que lo recorre. La

pinza (vase la Figura 5.29) est formada por una carca-

sa que agrupa todo el elemento medidor, y adosada a ste

se coloca una pinza abatible (de aqu su nombre). Esta pin-

za est formada por un ncleo magntico en forma de ani-

llo (toro magntico) sobre el que va arrollada una bobina

que se conecta al aparato medidor.

Esta bobina genera una fuerza electromotriz cuando se so-

mete a la accin de un campo magntico variable y hace

que circule una intensidad por el aparato medidor. Dicha in-

tensidad ser mayor cuanto mayor sea la intensidad que

queremos medir.

Una corriente alterna genera un campo magntico alterno

(variable), mientras que una corriente continua genera un

campo magntico constante (fijo), por lo que originaria-

mente la pinza se disea para medir intensidades en co-

rriente alterna ya que el campo magntico variable se es-

tablece en el anillo de la pinza cuando introducimos el con-

ductor en el interior de sta, tal y como se ve en la Figura

5.30. A consecuencia de lo expuesto anteriormente, obte-

nemos el valor en la pantalla.

Actualmente se comercializan pinzas que son capaces de

medir intensidades en corriente continua que basan su fun-

cionamiento en circuitos electrnicos y que requieren unas

condiciones especiales a la hora de realizar la medida.

La gran ventaja que tienen las pinzas respecto de los am-

permetros es que podemos medir intensidades en cualquier

circuito sin tener que tocar sus conexiones, como se ve en

la Figura 5.30.

Tambin se pueden utilizar para comprobar si existe dese-

quilibrio en sistemas trifsicos. Para ello, basta con intro-

ducir los tres hilos activos dentro de la pinza: si el circuito

est equilibrado, la indicacin de intensidad debe ser cero;

en caso contrario el circuito est desequilibrado.

En el caso de una instalacin monofsica, se introducirn

los dos hilos que alimentan la instalacin en la pinza: si la

indicacin no es cero, podemos intuir que en algn punto

de la instalacin hay una fuga a tierra.

Fig. 5.29. Pinza amperimtrica.

Bornes para la conexin como voltmetro

Fig. 5.30. Medida de intensidad mediante pinza amperimtrica.

Medida de potencia, factor

de potencia y frecuencias

En corriente continua, los receptores se comportan como re-

sistencias hmicas puras, mientras que en corriente alterna

es necesario tener en cuenta otras propiedades adems de

la resistencia, como son inductancias y capacitancias.

La potencia dada por un receptor en corriente continua se

determina fcilmente aplicando la expresin P = UI, con

lo que se obtiene su valor en vatios.

En los circuitos de corriente alterna, los receptores estn for-

mados por resistencias, bobinas y condensadores. Cada tipo

de receptor provoca que la resolucin de los circuitos se haga

de forma vectorial y no aritmtica, ya que las bobinas y los

condensadores provocan un desfase entre la tensin y la in-

tensidad del circuito. Esto no ocurre en corriente continua.

A. Potencias

En los circuitos de corriente alterna, se nos presentan general-

mente tres tipos de potencia, su representacin grfica se mues-

tra en la Figura 5.31. Sus caractersticas ms relevantes son:

Potencia activa: se representa por P y es aquella que

produce un trabajo til en el circuito. Su unidad es el vatio

(W) y se mide con el vatmetro.

Potencia reactiva: se representa por Q y aparece en los

circuitos de corriente alterna cuando existen bobinas y con-

densadores. No realiza trabajo til, razn por la que inte-

resa reducirla al mximo. Su unidad es el voltio-amperio

reactivo (VAR) y se mide con el varmetro.

Potencia aparente: se representa por S y es la suma

vectorial de las potencias activa y reactiva. sta es la que

determina el valor de la intensidad que va a circular por la

lnea de alimentacin del circuito. Su unidad es el voltio-

amperio (VA) y se obtiene realizando el producto UI.

Medida de potencias activas: para la realizacin de

medidas de potencia, hay que distinguir si se hace en co-

rriente continua o alterna, ya que en continua se puede de-

cir que toda la potencia es activa, por lo que la mediremos

con el vatmetro (vase la Figura 5.32), al igual que la po-

tencia activa en corriente alterna. Bsicamente, un vatme-

tro est formado por dos bobinas, una amperimtrica y otra

voltimtrica; con esta ltima se conecta en serie una resis-

tencia hmica que se encarga de corregir el desfase de ten-

sin e intensidad en el caso de corriente alterna.

La forma de conexin del vatmetro es exactamente igual

tanto para corriente continua como para corriente alterna;

eso s, el aparato debe ser para ese tipo de corriente.

Como ejemplo de conexin se muestran las Figuras 5.33, sis-

tema monofsico, y 5.34, sistema trifsico. En uno y otro caso

se realiza conexin directa al circuito. Al igual que los am-

permetros y voltmetros, estos aparatos se pueden conectar

de forma indirecta mediante transformadores de medida.

S = UI

Q = Ul sen

P = UI cos

Fig. 5.31. Tringulo de potencias en un circuito de corriente alterna.

Fig. 5.32. Vatmetro.

L1

N

Fig. 5.33. Medida de potencias en sistemas monofsicos.

En circuitos trifsicos, la Figura 5.34 muestra la forma de me-

dir la potencia en un sistema desequilibrado. Aunque en sis-

temas equilibrados tambin es vlido, se puede utilizar un solo

vatmetro conectado obteniendo el valor de la potencia del

circuito al multiplicar el valor de ste por tres ( Pt = 3 P1).

Medida de potencias reactivas: para la medida de

potencia reactiva se utiliza el varmetro (vase la Figura

5.36). Bsicamente, es similar al vatmetro, pero con la di-

ferencia de que hay que incorporar al aparato un desfase

de 90 entre la tensin y la intensidad en la bobina volti-

mtrica. Para ello se recurre a conectar bobinas y conden-

sadores con la resistencia hmica del vatmetro, con lo que

se obtiene as la medida de la potencia reactiva del circui-

to. Ni que decir tiene que este aparato es exclusivo para

corrientes alternas.

La forma de conexin de este aparato es idntica a la del

vatmetro.

B. Factor de potencia

Del tringulo de potencias de la Figura 5.31 se deduce que

en corriente alterna es conveniente conocer el ngulo de

desfase entre la tensin y la intensidad del circuito, ya que

la intensidad que recorre el circuito va a depender de ste.

La potencia reactiva, como ya se dijo, no realiza ningn tra-

bajo til, adems de que las compaas suministradoras

suelen penalizar el consumo de este tipo de energa. Es por

ello que, en muchos casos, es necesario conocer no ya el n-

gulo, sino el factor de potencia cos para corregirlo

cuando ste sea de un valor bajo, pues provocar un ex-

cesivo consumo de energa reactiva.

Este factor de potencia se mide de forma directa con el fa-

smetro (vase la Figura 5.37).

El fasmetro puede ser inductivo o capacitivo, dependiendo

del tipo de receptor, segn predominen las bobinas o los

condensadores.

L1

L2

L3

N

Fig. 5.34. Medida de potencias en sistemas trifsicos.

Fig. 5.36. Varmetro.

Se pide: realizar el esquema de conexionado de un

vatmetro monofsico para obtener la potencia activa

en un sistema trifsico equilibrado con neutro.

Solucin: el esquema de montaje sera el de la Figu-

ra 5.35. La potencia total se obtendr multiplicando

por 3 la lectura tomada del vatmetro.

Caso prct ico 9

L L L N1 2 3

WA

V

V

U

W

N

Fig. 5.35. Medida de potencias en sistemas trifsicos equilibrados.

Fig. 5.37. Fasmetro.

Al igual que el varmetro, slo se utiliza en corriente alter-

na y puede ser tanto monofsico como trifsico. Como ejem-

plo de conexin, se muestra la Figura 5.38, conexin de un

fasmetro monofsico.

Hasta ahora hemos tratado la medida de potencias y fac-

tor de potencia de una forma directa, utilizando aparatos

que nos dan la medida sobre su escala. Estos aparatos pue-

den ser monofsicos o trifsicos, tanto analgicos como di-

gitales. Para que la medida no sea errnea es conveniente

prestar atencin a las bornas de entrada del aparato, tan-

to en las bobinas de intensidad como en las de tensin, que

vienen indicadas con un asterisco (*).

Otra forma de obtener algunas medidas, como ya se ha ex-

puesto anteriormente, es utilizar una forma indirecta. Po-

demos obtener la potencia reactiva midiendo la potencia

activa, la tensin y la intensidad. El vatmetro nos dar la

potencia activa P; la potencia aparente S la obtendremos

del producto UI, y para obtener el valor de la potencia re-

activa aplicaremos la expresin siguiente:

Q= 2S P2

En el circuito de la Figura 5.39, tambin podemos deter-

minar el factor de potencia mediante el mtodo indirecto.

Para ello tomamos la lectura del vatmetro que se corres-

ponde con el valor de la potencia activa P; la potencia

aparente S la obtenemos del producto UI. Aplicando la

expresin que relaciona la potencia activa con la poten-

cia aparente y despejando el factor de potencia, obten-

dremos:

P= S.cos cos = S

P

C. Frecuencia

En la generacin de corriente alterna, en distintos pases la

frecuencia se fija en 50 Hz aunque en Estados Unidos se

adoptan 60 Hz. Para poder acoplar generadores o lneas

de alimentacin, es necesario que las frecuencias sean coin-

cidentes, por lo que necesitamos medirla antes de realizar

los acoplamientos.

La medida de frecuencia se realiza mediante el frecuencme-

tro (vase la Figura 5.40). Los frecuencmetros analgicos pue-

den ser de aguja o de lminas vibrantes. Dicho aparato se

conecta al circuito de la misma forma que el voltmetro; el va-

lor de la frecuencia se obtiene directamente de la escala.

La frecuencia es, al igual que el factor de potencia, es una

magnitud exclusiva de la corriente alterna.

L1

N

cos

Fig. 5.38. Conexin de un fasmetro monofsico.

Se pide: realizar el conexionado de vatmetro, volt-

metro y ampermetro en un circuito monofsico de co-

rriente alterna para determinar las potencias activa, re-

activa y aparente, as como el factor de potencia.

Solucin:

Caso prct ico 10

L1

PIA

V

L1

W A

E1 E E2 3

U = 230 V

S

N

Fig. 5.39. Medida de la potencia reactiva y factor de potencia. M-

todo indirecto.

Frecuencia de una corriente alterna es el nmero de

veces que se repite el ciclo en un segundo. Su unidad es

el hertzio (Hz) o tambin ciclos por segundo. La corriente

alterna tiene una forma sinuosidda por lo que se repite

peridicamente.

Medida de energa elctrica

En toda instalacin elctrica existe un consumo de energa;

esto se traduce en costes, por lo que resulta necesario co-

nocerlo y evaluarlo. Son las empresas suministradoras de

energa las ms interesadas en estas medidas, aunque en

algunos casos es conveniente saber el consumo de alguna

parte de la instalacin de manera aislada.

La energa elctrica es, por definicin, la potencia utilizada

multiplicada por el tiempo de utilizacin. Si esta potencia fue-

se constante, podramos obtener la energa midiendo la po-

tencia con un vatmetro y multiplicndola por el tiempo. En

realidad, la potencia de utilizacin no suele ser constante,

por ello habr que recurrir a algn aparato de medida para

obtener la energa. Dicho aparato es el contador de energa.

El contador de energa (vase la Figura 5.42) es un apara-

to que hace la integracin de potencia y tiempo. Pueden ser

analgicos o digitales, aunque stos ltimos se estn impo-

niendo debido a su fiabilidad, sus prestaciones y su redu-

cido tamao.

En lo que se refiere a su conexin, es vlido todo lo expuesto

anteriormente para medidas de potencia, en cuanto a acti-

va, reactiva y sus conexiones. Como ejemplo de conexin

de estos aparatos, tenemos los representados en las Figu-

ras 5.43 y 5.44, conexin de contador monofsico, y en

las Figuras 5.45 y 5.46, conexin de contadores trifsicos.

Fig. 5.40. Frecuencmetros analgicos.

Fig. 5.42. Contadores de energa elctrica.

L1

N

REDAbonado

Fig. 5.43. Conexin directa de contador monofsico.

L1

N

U

I I

f R

Fig. 5.41. Medida de frecuencias.

AbonadoL

1

N

RED

Fig. 5.44. Conexin de contador monofsico mediante transformadores de

intensidad y de tensin.

Medida de resistencia

de aislamiento y rigidez

dielctrica

Como sabemos, no existen aislantes perfectos. Al someter-

los a una diferencia de potencial pueden aparecer corrien-

tes de fuga, ya sea por insuficiencia o deterioro de stos.

Para asegurar el buen funcionamiento de las instalaciones,

es necesaria la comprobacin de sus aislamientos.

El Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin (RBT) en su

instruccin ITC-BT-19, Apartado 2.9, regula los mnimos de

resistencia de aislamiento y rigidez dielctrica que han de

presentar dichos aislamientos.

A. Medida de resistencias de aislamiento

Resistencia de aislamiento: es la resistencia elctrica

medida en ohmios que presentan dos partes activas de una

instalacin separadas por un aislante. Como esta resisten-

cia suele ser de un valor elevado, se utiliza como unidad un

mltiplo: el megaohmio (106 ). Su medida se realiza con

el medidor de resistencia de aislamientos o megger(vase

la Figura 5.47). Bsicamente, es un aparato que aplica en-

tre los extremos de sus pinzas de prueba una tensin con-

mutable en corriente continua con valores de 250, 500 y

1 000 V. En funcin de dicha tensin, realiza la medida de

resistencia, que se visualiza sobre la escala del aparato.

Pueden ser analgicos o digitales. Entre los analgicos po-

demos encontrarlos de magneto (generador de corriente a

manivela), que es el que se encarga de generar la energa

necesaria para realizar la medida.

Para realizar la medida, hay que aislar la instalacin o par-

te de la instalacin que se pretende comprobar, desconec-

tando los interruptores generales de alimentacin. Una vez

aislada, se proceder a medir su resistencia de aislamien-

to con respecto a tierra, as como entre conductores, si-

guiendo el proceso indicado en el Apartado 2.9 de la ITC-

BT-19 del Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin, que se

recoge bsicamente en el Caso prctico 11, expuesto a con-

tinuacin.

N

L1

L2

L3

RED

Abonado

Fig. 5.45. Conexin directa de contador trifsico.

N

L1

L2

L3

RED

Abonado

Fig. 5.46. Conexin de contador trifsico mediante transformadores de in-

tensidad.

Fig. 5.47. Distintos modelos de megger.

Se pide:

Realizar el conexionado para obtener la medida de la

resistencia de los aislamientos de una instalacin.

Caso prct ico 11

Solucin:

1. Medida de la resistencia de aislamiento de la ins-

talacin respecto a tierra (vase la Figura 5.48):

Instalacin desconectada de la red.

Todos los receptores conectados.

Interruptores cerrados.

Se conecta el positivo del meggeral conductor

de proteccin (tierra), y el negativo del megger

al conductor activo de la instalacin, y se reali-

za la medida.

2. Medida de la resistencia de aislamiento de cada

uno de los conductores respecto a tierra (vase la

Figura 5.49):

Instalacin desconectada de la red.

Todos los receptores desconectados.

Interruptores cerrados.

C a s o prc t i c o 11 (con t i nua c in )

Alumbrado Cocina

elctrica

Motor

monofsico

L1

N

PE

F1

F2

F F3 4

M

1

M

F5

S

+

-

Fig. 5.48. Medida de resistencia de aislamiento entre la instalacin

y tierra.

Se conecta el positivo del megger al conductor de

proteccin (tierra), y el negativo del megger a to-

dos los conductores (activos y neutro) de la insta-

lacin unidos entre s, y se realiza la medida.

3. Medida de la resistencia de aislamiento entre con-

ductores (vase la Figura 5.50):

Instalacin desconectada de la red.

Todos los receptores desconectados.

Interruptores cerrados.

Se conecta el positivo del megger a un conduc-

tor de la instalacin, y el negativo del megger a

otro de los conductores de la instalacin. La me-

dida se realizar sucesivamente entre los con-

ductores tomados dos a dos, incluido el neutro.

Realizadas las medidas, la instalacin debe presentar

unos valores de resistencia de aislamiento mayores o

iguales a los recogidos en la Tabla 5.5, correspon-

dientes al Apartado 2.9 de la ITC-BT-19 del RBT.

En caso de que se quiera medir la resistencia de aisla-

miento de una mquina elctrica o un receptor cual-

quiera, la medida la realizaremos como se indica en la

Figura 5.51.

C a s o prc t i c o 11 (con t i nua c in )

L1

N

PE

F1

M

F2

F F F3 4 5

S

+

-

Fig. 5.49. Medida de resistencia de aislamiento entre los conducto-

res de la instalacin y tierra.

C a s o prc t i c o 11 (con t i nua c in )

L1

N

PE

F1

M

F2

F F F3 4 5

S

+

-

Fig. 5.50. Medida de resistencia de aislamiento entre los conducto-

res de la instalacin.

Tensin Resistencia

Tensin nominal de ensayo de aisla-

de la instalacin en corriente miento

continua (V) (M )

Muy baja tensin

250 0,25de seguridad (MBTS)

Muy baja tensin

de proteccin (MBTP)

Inferior o igual

500 0,5a 500 V, excepto

caso anterior

Superior a 500 V 1000 1,0

Tabla 5.5. Valores mnimos de resistencias de aislamiento en las ins-

talaciones de Baja Tensin.

U

Motor

monofsico

VPE

+

-

M

M

1

Fig. 5.51. Medida de resistencias de aislamiento en una mquina

elctrica o electrodomstico.

5.14Medida de resistencia

de tierra

Se denomina puesta a tierra, toma de tierra o simplemente

tierra a un conductor metlico enterrado en el suelo. La

puesta a tierra de las instalaciones se hace uniendo las par-

tes metlicas de la instalacin mediante un conductor de

seccin adecuada, sin fusible ni proteccin alguna, hasta la

toma de tierra, lo que permite as el paso de las corrientes

de defecto a tierra y asegura el correcto funcionamiento de

los aparatos de proteccin.

De lo dicho anteriormente se desprende que es necesario

conseguir una resistencia a tierra de valor mnimo, ya que

as estaremos dando mayor facilidad al paso de las co-

rrientes de defecto. Una buena toma de tierra es aquella

que posee un valor de resistencia de contacto mnimo entre

el electrodo y el terreno.

Los Reglamentos Electrotcnico de BT, en su instrucciones

establecen las condiciones que deben reunir las tomas de

tierra en las instalaciones elctricas.

Medidas de resistencias de tierra

Para realizar la medida de resistencias de tierra, se utiliza-

remos el telurmetro o medidor de resistencia de tierra (vse

la Figura 5.53). Este aparato realiza la medida utilizando

picas de referencia situadas a unas distancias determinadas

de la toma de tierra a medir, y nos da el valor de la resis-

tencia directamente sobre la escala.

Medidores de resistencia de tierra

Como se ha dicho anteriormente, para medir una toma de

tierra se han de montar picas de referencia para realizar la

medida a travs de ellas. Cada fabricante acompaa el

aparato de medida de las picas y los cables de conexin,

e indica las distancias a las que hay que colocar las picas

de referencia. En la Figura 5.54 se ilustra esquemticamente

la conexin y situacin de las picas para realizar la medi-

da de resistencia de tierra.

5-10 m 5-10 m

E P C

R Rp c

RE

P C

P C

Fig. 5.54. Esquema de conexionado de telurmetro para medir la resis-

tencia a tierra.

E

Ampermetro. Aparato destinado a medir intensidades.

Se conecta en serie con la carga que se pretende medir.

Campo de lectura. Es el correspondiente a la zona

graduada de la escala.

Campo de medida. Mxima medida que se puede

realizar con un aparato.

Clase de precisin. Al realizar una medida sta pue-

de tener mayor o menor precisin. Ser ms preciso

aquel que tenga un valor menor en su clase.

Clase = Valo

ea

r

M

fin

a

x

l

im

es

o

cala 100

Contador de energa elctrica. Aparato destina-

do a medir el consumo de energa elctrica tanto activa

como reactiva. Su conexin es similar al vatmetro.

Constante de medida. Valor por el que hay que mul-

tiplicar el valor ledo para obtener el valor real.

Cualidades de los aparatos de medidas elctri-

cas. Sensibilidad, precisin, exactitud, fidelidad y rapidez.

Errores. Son las diferencias entre las medidas obtenidas

y las medidas reales. Pueden ser sistemticos o accidenta-

les.

Sistemticos:

Metodolgicos: mtodo inadecuado.

Ambientales: influencia del entorno en la medida.

Personales: falta de habilidad de quien realiza la

medida.

Instrumentales: los achacables a los aparatos.

Accidentales:

Error de cero: aparato mal calibrado.

Error de paralaje: mala colocacin al medir.

Error absoluto. Pertenece a los instrumentales, lo de-

finimos como la diferencia entre el valor ledo y el va-

lor real.

e = Valor ledo Valor reala

Error relativo. Es el referido al porcentaje de error

que se comete en la medida por ese aparato.

e = rValo

ea

r real 100

Fasmetro. Aparato destinado a medir el factor de po-

tencia del circuito, solo para corriente alterna. Su cone-

xin es similar al vatmetro.

Frecuencmetro. Aparato destinado a medir la fre-

cuencia del circuito, slo para corriente alterna. Se co-

necta en paralelo.

Medir. Es comparar una medida dada con otra que to-

mamos como unidad.

Megger. Aparato destinado a medir la resistencia de

los aislamientos de las instalaciones elctricas.

Mtodo directo de medida. El que se realiza con

un aparato especfico para la magnitud que se mide.

Mtodo indirecto de medida. El que se realiza con

aparatos distintos de la magnitud que se mide, pero que

miden otras magnitudes que permiten deducir la magni-

tud que queremos medir.

hmetro. Aparato destinado a medir resistencia elc-

trica. Se conecta directamente a la resistencia a medir.

sta ha de estar desconectada y aislada del circuito del

que forma parte.

Pinza amperimtrica. Aparato capaz de medir in-

tensidades sin necesidad de manipular las conexiones

del circuito.

Polmetro. Aparato conmutable que puede realizar

medidas de distintas magnitudes elctricas.

Telurmetro. Aparato destinado a medir la resistencia

de tierra de las instalaciones elctricas.

Varmetro. Aparato destinado a medir potencia reac-

tiva slo en corriente alterna. Se conecta igual que el va-

tmetro.

Va tmetro. Aparato destinado a medir potencia elc-

trica, tanto en continua como alterna (potencia activa en

corriente alterna). Est formado por dos bobinas (am-

perimtrica y voltimtrica) que se conectan en serie y pa-

ralelo, respectivamente, al circuito a medir.

Vo ltmetro. Aparato destinado a medir tensiones o di-

ferencias de potencial. Se conecta en paralelo con el cir-

cuito que se pretende medir.

Conceptos bsicos

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