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Mediciones Eléctricas
1
Componentes fundamentales de un
circuito
Los componentes fundamentales de un circuito eléctrico
son los siguientes:
1.- Una fuente (E) de fuerza electromotriz (FEM) que
suministre la energía eléctrica necesaria en volts.
2.- Flujo de corriente de electrones en amperes (I).
3.-Existencia de una resistencia o carga en ohms (R) que
consuma esa energía que proporciona la fuente de
fuerza electromotriz y la transforme en energía útil,
como puede ser encender una lámpara, poner en
movimiento un motor etc.
4.-Un interruptor para encender y apagar el circuito.
2
Fuerza Electromotriz (FEM)
Definimos la fuerza electromotriz como:
a)
b)
c)
d)
Es la fuerza que hace moverse a los electrones.
Es una energía que hace moverse a los electrones.
Denominamos fuerza electromotriz a la energía proveniente de cualquier
fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello
se necesita una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno
negativo y otro positivo) en dicha fuente que sea capaz de bombear o
impulsar cargas a través de un circuito cerrado.
Una fuente de fem es cualquier dispositivo (por ejemplo una batería o
generador) que produce una campo eléctrico y, por lo tanto, puede
originar un movimiento en las cargas por un circuito.
3
Tipos de corriente eléctrica
• Existen dos tipos de corrientes eléctricas más comunes
son: corriente directa (c.d.) o continua y corriente
alterna (c.a.).
• La corriente directa (c.d.) circula siempre en un solo
sentido, es decir, del polo positivo al negativo (flujo
convencional de corriente) de la fuente de fuerza
electromotriz (fem) que la suministra.
V
c.d.
Tiempo
Gráfico de una
corriente directa
(c.d.) o continua
(c.c.).
4
Batería
•
•
Las pilas o baterías son fuentes de fem capaces de suministrar energía
eléctrica.
Una pila es un dispositivo que transforma la energía química en energía
eléctrica.
-
+
Símbolo para representar un fuente de
fem de corriente directa.
5
Corriente alterna



Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en
inglés, de Alternating Current) a la corriente eléctrica en la que la
magnitud y dirección varían cíclicamente.
La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada
es la de una onda senoidal. Esta forma de onda se utiliza no solo
para CA en electricidad, si no que existen señales como las de
audio y señales de radio que adquieren esta forma.
La corriente alterna es la energía que llega a nuestras casas para
hacer funcionar nuestro aparatos eléctricos.
V
tiempo
6
Generador de corriente Alterna
•
El generador de corriente alterna una de las fuentes de fem más usuales
para producir corriente alterna
Símbolo para
representar una
fuente de fem de
corriente alterna.
7
Propiedades de la CA





Es una onda periódica.
La onda se repite continuamente y el primer ciclo es igual a todos los
subsecuentes.
El periodo T de una CA es el tiempo de duración de un ciclo y se mide es
segundos (s).
Tiene frecuencia.
Es el numero de veces que se repite la onda en un segundo y su valor se
expresa en ciclos por segundos o Hertz (Hz).
8
Ejercicios




Calcule el periodo de la corriente alterna que entrega la
CFE.
Si una corriente alterna tiene una frecuencia 120 Hz.
Cuál es su periodo?.
Para una de 240 Hz.
Para una de 1000 Hz.
9
Representación matemática

Una señal sinusoidal a(t), tensión v(t), o corriente i(t), se
puede expresar matemáticamente según sus parámetros
característicos, como una función del tiempo por medio
de la siguiente ecuación:
a(t )  A0 Sent   
a(t )  A0 sen2ft   
10
A0= Amplitud pico en volts o amperes.
ω= Velocidad angular en radianes por segundo
ω=2πf
donde f= frecuencia.
t= tiempo en segundos
β= Fase en radianes o en grados
Ap-p= Amplitud pico –pico en volts o amperes
11
Fase de una onda senoidal

Es la posición que tiene una onda senoidal de voltaje o
corriente respecto al origen de un sistema coordenado.
12
Ejercicios




Dibuje una onda de voltaje alterno que esta definida por la siguiente
ecuación:
V(t)= 30 sen (ωt)
Dibuje una onda de corriente alterna que esta definida por la
siguiente ecuación
i(t)= 15 sen (ωt +90°)
Dibuje una onda de corriente alterna que esta definida por la
siguiente ecuación:
i(t)= 25 sen (ωt -180°)
Dibuje dos ondas alternas una para corriente y una para voltaje,
haga que el voltaje tenga el doble de amplitud y que esté
adelantada 180° de la corriente. Escriba la ecuación matemática
para cada onda.
13
Ejercicios
Para la onda que se muestra en la figura, calcule:
a) El periodo.
b) Cuantos ciclos se muestran en la onda.
c) Cuál es la frecuencia de la onda.
d) Cuál es su amplitud.

14
Ejercicios


o
o
o
Calcule la velocidad angular para 60 Hz, 500 Hz, 0.05Hz.
Calcule las amplitudes Vpp de las siguientes ondas y su
frecuencia:
40 sen 377t
-63 sen 14t
0.015 sen 800t
15
Valor promedio de una onda


El valor promedio de una onda de corriente o voltaje
que varia a lo largo de un periodo T, es el valor que
tendría una corriente directa si suministrara la misma
energía en el mismo periodo.
Matemáticamente el valor promedio de cualquier onda
periódica de voltaje o corriente se obtiene dividiendo el
área bajo la curva de la onda de voltaje o corriente en
un periodo T, entre el periodo.
área bajo la curva
Apromedio 
T
16
17
Valor cuadrático medio (RMS) o
valor eficaz



Se define como el valor de una corriente rigurosamente constante
(cd) que al circular por una determinada resistencia óhmica pura
produce los mismos efectos caloríficos que dicha corriente variable.
El valor RMS o valor eficaz es el valor que muestran los voltímetros
de ca.
El valor efectivo o rms se calcula mediante la siguiente expresión:
A0
Arms 
 0.707 A0
2
A0= amplitud pico
18
Grafica valor RMS
A
A0
0.707 A0
tiempo
19




Ejemplo: Encontrar el voltaje RMS de una señal con
VPICO = 130 voltios.
Respuesta: 130 Voltios x 0.707 = 91.9 Voltios RMS
Encontrar el voltaje Pico de un voltaje RMS
VRMS = 120 Voltios
VPICO= 120 V / 0.707 = 169.7 Voltios Pico
20
MULTIMETRO-TESTERVOM
21
El MULTIMETRO


Este instrumento de medición también es
conocido como VOM (Volts, Ohms ,
Miliamperes) o tester, es un instrumento de
medida que ofrece la posibilidad de medir
distintos parámetros eléctricos y magnitudes con
el mismo aparato.
Pueden ser:
– analógicos o
– digitales.

Mediciones que se pueden realizar:
–
–
–
–
–
–
continuidad.
resistencia.
polaridad.
voltaje (C.C. y C.A.)
corriente(C.C. y C.A.)
Identificación de patillas de: diodos y
transistores.
Con otros modelos: capacidades,
temperaturas, decibelios, etc.
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Clavija positiva
elementos
Rango resistencias
Display o pantalla
Encendido/
apagado
identificador
patillas
transistores
Continuidad/ diodos
Medida transistores
DCA-rango amperes CC
ACA-rango amperesCA
Borne medida de 0 a
20 Amp. Sin fusib.
Borne medida de 0 a
2 Amp, con fusib.
Selector
DCV-rango
voltios CC
ACV-rango
voltios CA
Borne para voltios y
ohnmios (+)
Borne común (-)
23
Cuestiones de interés






Además de los elementos indicados en la
diapositiva anterior los multímetros disponen
de una batería de 9 v. y de un fusible de 2
amperes que protege el circuito.
Este modelo dispone de una tapa para cambiar
la batería sin necesidad de aflojar el tornillo.
Para acceder al fusible debemos desenroscar
el tornillo y sacar la tapa.
Cuando medimos resistencias el onmetro
utiliza su batería para hacer pasar una
corriente a través del circuito, calculando de
esa forma la resistencia.
En la medida de intensidades, toda la
corriente circula a través del amperímetro, por
eso la intensidad esta limitada a 2 amperes,
con la protección del fusible y a 20 amperes
sin fusible. Intensidades superiores pueden
destruir el aparato.
Para la medida de voltajes el circuito interior
tiene una gran resistencia, por lo tanto la
corriente que circula por el interior del
voltimetro es casi nula.
tornillo
FUSIBLE
Tapa batería
24
Medida de continuidad

Para la medida de la continuidad
de un circuito, debemos seguir
el procedimiento siguiente:
1 025
– Asegurarnos de que no tiene
corriente el circuito.
– En el caso de haber capacitores,
debemos descargarlos.
– Se conecta el multímetro y se
pone el selector en el rango de
diodo/sonido.
– la clavija roja en el borne V/Ω.
– la clavija negra en el borne
COM.
– El valor medido en el display
nos dará la caída de tensión e
indirectamente la resistencia.
( en este caso 25)
– NOTA: Sonara un zumbido
cuando exista continuidad en el
circuito
25
Medida de resistencias

Para la medida de la resistencia
debemos seguir el procedimiento
siguiente:
– Asegurarnos de que no tiene
corriente el circuito.
– En el caso de haber
condensadores, debemos
descargarlos. Cortocircuitando
las patillas.
– Se conecta el multimetro y se
pone el selector en el rango de
resistencias superior al que
suponemos que tiene la que
vamos a medir (2M= 2M).
– La clavija roja en el borne.
V /.
– La clavija negra en el borne
COM.
– El valor mostrado en el display
estará de acuerdo con la escala
escogida( 2M;1.325.000)
1.
1.325
1,3 MΩ
26
Medida de voltaje CC

Para la medida del voltaje
debemos seguir el
procedimiento siguiente:
V
.000
1.513
– Conectar el multimetro y
poner el selector en el rango
de voltios superior al máximo
que estimemos para el
elemento a medir (al ser una
pila de 1,5 se pone en 2).
Diferenciando el rango de CC
(DCV) y el de CA (ACV).
– la clavija roja en el borne
V/.(+).
– la clavija negra en el borne
COM. (—).
– El valor medido en el display
esta de acuerdo con la escala
escogida (escala = 2 V. ;
valor= 1,513 V).
NOTA: La medida se toma en
paralelo con el circuito.
Pila de 1,5 voltios
27
El circuito de CC se
encuentra conectado a
una batería de 12v.
Comprobación de tensión en
un portalámparas interruptor
Se quito la protección
para poder tomar la
tensión en los terminales
de contacto.
Se selecciono una tensión
mayor de 12 V.( 20V).
Clavija roja en V/.
Clavija negra en COM.
Punta roja en polo (+)
Punta negra en polo (—)
Al conectar el circuito nos
dio el valor de la tensión.
La medida obtenida tiene
un valor de = 12,2 V.
28
Identificación de la polaridad

Para conocer la polaridad de unos
terminales debemos seguir el
procedimiento siguiente:
– Conectar el multimetro y poner el
selector en el rango de voltios
superior al máximo que estimemos
para el elemento a medir (al ser una
V
-1.513
.000
1.513
pila de 1,5 se pone en 2).
Diferenciando el rango de CC (DCV)
y el de CA (ACV)
– la clavija roja en lel borne V/.(+).
– la clavija negra en el borne COM. (—
).
– El valor medido en el display esta de
acuerdo con la escala escogida
(escala = 2 V. ; valor= 1,513 V).
Si el valor dado no esta precedido
por el signo (—), el polo de la
punta roja sera el (+) y el de la
negra el (—).
Si esta precedido es al contrario:
rojo (+ x -= —) y negro (- x -= +)
NOTA: La medida se toma en paralelo
con el circuito.
Pila de 1,5 voltios
29
Medida de voltaje CA
V
Para la medida del voltaje
debemos seguir el
procedimiento siguiente:
~

231
000
– Conectar el multimetro y
poner el selector en el rango
de voltios superior al máximo
que estimemos para el
elemento a medir (al ser una
toma de corriente de 230V. Lo
pondremos en 700).
Diferenciando el rango de CC
(DCV) y el de CA (ACV)
– la clavija roja en el borne
V/Ω.(+)
– la clavija negra en el borne
COM. (—)
– El valor medido en el display
esta de acuerdo con la escala
escogida (escala 700 v. ;
valor= 231 V. )
NOTA: La medida se toma en
paralelo con el circuito.
Toma corriente
alterna 230 v.
30
MEDIDA DE LA
TENSIÓN EN UNA
TOMA DE
CORRIENTE DE
UNA VIVIENDA
Selector en 700, ACV ( corriente alterna).
Clavija roja en V/.
Clavija negra en COM.
Punta de la clavija roja en uno de los contactos
de la toma de corriente.
Punta de la clavija negra en el otro de los
contactos de la toma de corriente.
Medida obtenida = 232V
31
Medida de intensidad CC

Para la medida de la intensidad
debemos diferenciar los rangos, de 0
a 2 A. del de 2 a 20 A, no se pueden
realizar medidas superiores a 20 A:
(corriente menor de 2Amp.)
A
-00.0
23.1
– Se conecta el multimetro y se
pone el selector en el rango de
amperios superior al máximo que
estimemos para el elemento a
medir. Diferenciando el rango de
CC (DCA) y el de CA (ACA)
– la clavija roja en la hembrilla A(+)
– la negra en la hembrilla COM( ̶ ).
– El valor medido en el display esta
de acuerdo con la escala escogida
(23,1 mA200 mA)
NOTAS:
Es necesario interrumpir el
circuito.
La medida se toma en serie con
el circuito.
El circuito debe de tener
elementos de trabajo.
No se puede medir directamente
en tomas de corriente.
32
Medida de intensidad CC
(corriente mayor de 2 A. y menor de 20A.)

Para la medida de la intensidad
debemos diferenciar los rangos, de 0
a 2 A. del de 2 a 20 A, no se pueden
realizar medidas superiores a 20 A:
A
13.1
00.0
– Se conecta el multimetro y se pone el
selector en el rango de 20 amperios
(20 20). Diferenciando el rango de
CC (DCA) y el de CA (ACA)
– La clavija roja en la hembrilla 20A(+)
– La negra en la hembrilla COM( ̶ ).
– El valor medido en el display esta de
acuerdo con la escala escogida
(13,1 A20 A)
NOTA:
Es necesario interrumpir el circuito.
La medida se toma en serie con el
circuito.
El circuito debe de tener elementos
de trabajo.
No se puede medir directamente en
tomas de corriente.
33
Caso practico de medida de la
intensidad de un circuito de CC
Quitada la corriente,
se interrumpe el
circuito, en este
caso lo hacemos
cerca de los fusibles.
Con la clavija negra
en COM, la roja en
2 A. y el selector en
200 mA. CC (DCA)
Conectamos la corriente y hacemos contacto con las
puntas en los puntos de interrupción del circuito.
La corriente pasara a través del multimetro. Marcando
la intensidad en la pantalla: 145,8 mA. = 0,1458 A.
34
Medida de intensidad CA
(corriente menor de 2Amp.)

Para la medida de la intensidad
debemos diferenciar los rangos,
de 0 a 2 A. del de 2 a 20 A, no
se pueden realizar medidas
superiores a 20 A:
123.1
-00.0
– Se conecta el multimetro y se
pone el selector en el rango de
amperios superior al máximo que
estimemos para el elemento a
medir. Diferenciando el rango de
CC (DCA) y el de CA (ACA).
– La clavija roja en la hembrilla A.
– La negra en la hembrilla COM. (-)
– El valor medido en el display esta
de acuerdo con la escala escogida
(123,1 mA 200mA)
NOTA:
- La medida se toma en serie
con el circuito.
- Es necesario interrumpir el
circuito.
No se puede medir directamente
en tomas de corriente.
35
Medida de intensidad CA
(corriente mayor de 2 A. y menor de 20A.)

Para la medida de la intensidad
debemos diferenciar los rangos,
de 0 a 2 A. del de 2 a 20 A, no
se pueden realizar medidas
superiores a 20 A:
13.1
00.0
– Se conecta el multimetro y se
pone el selector en el rango de
20 amperios (20µ 20).
Diferenciando el rango de CC
(DCA) y el de CA (ACA)
– la clavija roja en la hembrilla 20A.
– la negra en la hembrilla COM (-)
– El valor medido en el display esta
de acuerdo con la escala escogida
(13,1 A 20A)
NOTA:
- La medida se toma en serie
con el circuito.
- Es necesario interrumpir el
circuito.
No se puede medir directamente
en tomas de corriente.
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Código de colores para
resistencias
Colores
Negro
Marrón
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
Gris
Blanco
Oro
Plata
Sin color
1ª Cifra
2ª Cifra
Multiplicador
Tolerancia
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
0
x 10
x 102
x 103
x 104
x 105
0.5%
6
7
8
9
6
7
8
9
x 106
x 107
x 108
x 109
x 10-1
5%
x 10-2
10%
1%
2%
20%
37
FIN
38