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Tema 7
INSTRUMENTOS DE MEDICION ELECTRICA
Además de las herramientas para instalar o reemplazar componentes de una instalación eléctrica, el
técnico electricista necesita algunos elementos para probar el voltaje, la corriente o la resistencia en
una instalación eléctrica. Su herramienta más importante es el multímetro para pruebas eléctricas.
Antes de iniciar el contenido de este tema, es necesario explicar un fenómeno descubierto por el físico
francés Jacques Arsen D´arsonval en 1881, denominado el movimiento D´arsonval. Este movimiento
consiste básicamente en una bobina de núcleo de hierro montada sobre cojinetes, entre un imán
permanente. Los resortes helicoidales limitan el movimiento de la bobina y proporcionan una
trayectoria para que la corriente llegue a la bobina.
El flujo magnético generado es directamente proporcional a la corriente que pasa por la bobina; por lo
cual, el momento angular es también directamente proporcional a la corriente de la bobina. Cuanto
mayor sea la corriente que pasa por la bobina, tanto mayor será el momento angular y la deflexión de
la aguja conectada a ella. En consecuencia, la aguja indica la magnitud de la corriente que pasa por la
bobina. En general, las escalas utilizadas para indicar la magnitud de la corriente se presentan en dos
tipos: las que tienen el cero al extremo izquierdo y las que lo tienen en el centro.
El movimiento se ajusta para indicar una deflexión cero cuando la corriente que pasa por la
bobina es cero
Todos los aparatos de medición deben tener características tales, que al hacer la medición
no entorpezcan el funcionamiento del circuito y sus cargas.
MULTÍMETRO
Le llamamos multímetro al instrumento de medición que tiene la capacidad de medir: corriente como
los amperímetros, voltaje como los voltímetros y resistencia como los óhmetros. Todo en un solo
instrumento al que sólo hay que variar una perilla selectora de funciones o rangos.
Cada instrumento de medición emplea amplificadores, rectificadores y otros circuitos para generar una
corriente proporcional a la cantidad a medir. Esta corriente se introduce después a una bobina del
medidor D´arsonval que es la causante de la deflexión de una aguja indicadora, esta aguja indicadora
se detiene en un espacio bien definido por la carátula indicadora, en donde se puede leer
directamente la cantidad de dicha corriente.
De los instrumentos de medición, existen a su vez dos tipos de tecnologías utilizadas para su
construcción: los análogos o analógicos que emplean el principio del medidor D´arsonval para generar
movimientos en la aguja, que indica a su vez la magnitud de la cantidad a medir sobre una escala
continua; y los digitales, que indican directamente el valor numérico de la cantidad a medir en una
pantalla líquida o de cristal.
MULTÍMETRO ANALÓGICO
Cuando el resultado de la medición se muestra en intervalos discretos o numéricos (en vez de la
deflexión de la aguja sobre una escala continua), hablamos de una indicación digital. La lectura
numérica directa reduce el error humano y el tedio, elimina el error de paralaje y otros errores de
lectura e incrementa la velocidad en la obtención de los datos. Otras características adicionales en los
instrumentos digitales modernos, tales como la polaridad automática y la facilidad en el cambio de
rango, reducen más los errores de medición y el posible daño del instrumento causado por las
sobrecargas accidentales.
MULTÍMETRO DIGITAL
El multímetro es uno de los instrumentos más versátiles para propósitos generales, capaz de medir
voltajes de CD y CA, así como corrientes y resistencias. Aun cuando los detalles de los circuitos
varían de un instrumento a otro, un multímetro digital o electrónico generalmente contiene los
siguientes elementos:
Amplificador de CD, puente balanceado y medidor indicador.
Atenuador de entrada o interruptor de RANGO para limitar la magnitud del voltaje de la entrada al
valor deseado.
Sección rectificadora para convertir un voltaje de entrada de CA a un valor de CD proporcional.
Batería interna y un circuito adicional, para tener la capacidad de suministrar mediciones de
resistencia.
Interruptor de función para seleccionar las diferentes funciones del instrumento.
APARATOS MÁS USUALES. Los aparatos de medición más extensamente usados por el
personal de líneas y redes de distribución son los siguientes:
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AMPERIMETRO
VOLTMETRO DE GANCHO
WATTMETRO
WATTHORIMETRO
VOLTAMPERIMETRO GRAFICO
Cada uno de ellos mide diferentes unidades eléctricas, por lo tanto tiene características de
construcción diferente.
Por lo que respecta a los amperímetros y voltímetros, existen para corriente continua y
corriente alterna.
EL AMPERIMETRO.- Este aparato se encarga de medir la intensidad de corriente
(amperes) a lo largo de un solo conductor, por lo tanto debe conectarse en serie con respecto
a la carga.
VOLTIMETRO.- Este aparato se encarga de medir la tensión eléctrica (voltios), para hacer
esta medición se requiere que el aparato se conecte entre dos puntos del circuito, es decir en
PARALELO.
WATTHORIMETRO.- Este aparato se encarga de registrarla potencia eléctrica en función
de tiempo en horas, o sea que registra la energía eléctrica.
El Watthorimetro consta fundamentalmente de bobinas; una bobina de corriente que se
conecta en serie con la carga y una bobina de potencia que se conecta en paralelo, por lo que
se dice que la conexión es SERIE – PARALELO.
REALIZANDO PRUEBAS DE AISLAMIENTO EN EL SISTEMA ELÉCTRICO
La garantía principal de una instalación eléctrica es la de su aislamiento.
Por lo tanto, se considerará indispensable efectuar pruebas dieléctricas de la misma, antes de darse
por recibida.
En la figura siguiente mostramos algunos instrumentos utilizados para realizar pruebas de corriente,
voltaje y resistencia de aislamiento (ver Fig.16).
Estas pruebas permitirán determinar si es bueno el aislamiento entre los conductores y la "tierra", así
como la localización de cortocircuitos, conexiones mal hechas o agua dentro de los tubos.
El aislamiento de los conductores puede tener deficiencias de fábrica, o bien, puede destruirse al
meter los alambres en el tubo conduit y, durante los trabajos de construcción, es factible que entre
agua a las cajas y las tuberías, mojando más tarde el forro de los conductores.
Por ésta causa, las conexiones pueden haber quedado deficientes debido a un mal contacto, mal
aislamiento o por una equivocación al unir las puntas.
Cualquiera de estos defectos dará resultados insatisfactorios en las pruebas. Se considerará bueno el
aislamiento de la instalación cuando, siendo la capacidad de los conductores de 20 Amperes o más, la
resistencia sea de 100, 000 Ohms, o más.
Estos valores corresponderán a las pruebas que se hagan estando sólo colocados los tableros, los
interruptores y los fusibles. Si dichas pruebas se llevan a cabo estando conectados además los
portalámparas (sockets), los contactos y los apagadores, se deberá obtener una resistencia mínima
igual al 50% de los valores antes indicados.
Cuando la instalación esté dividida en varias secciones controladas desde distintos tableros, las
pruebas se harán independientemente en cada ocasión. Estas pruebas de aislamiento se efectuarán
utilizando un megger, que es un instrumento que sirve para medir valores de resistencia muy altos.
PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN
Antes de realizar las mediciones conviene unir provisionalmente las dos puntas finales de cada
circuito y conectar los bornes del aparato a las puntas opuestas en el interruptor correspondiente.
Al girar la manivela del instrumento, la aguja de la carátula debe marca infinito, esto indica que no
hay discontinuidad en la línea. Sin en vez de infinito marca cero habrá que localizar la parte
interrumpida antes de principiar las pruebas dieléctricas.
Se separan las puntas que se unieron provisionalmente y se procede a medir la resistencia
dieléctrica entre cada hilo de cada circuito y de tierra, y entre cada conductor y las restantes del
mismo tubo.
Para la primera medición se abren todos los interruptores del circuito, se ponen los apagadores en
posición de encendido, se conecta el borne terminal de tierra del aparato a la tubería de agua más
próxima con un alambre de buen aislamiento conectado, a su vez, al borne terminal de línea del
instrumento; entonces se prueba cada uno de los hilos de los diferentes circuitos. La carátula
indicará la resistencia de aislamiento entre conductores y tierra.
Para medir la resistencia de aislamiento entre conductores se conectan dos alambres con forro
aislante a los bornes de tierra y de línea del aparato, y con las puntas libres se prueban por pares
todos los conductores entre sí.
Una vez que la prueba de aislamiento con el megger ha finalizado, procedemos a realizar pruebas de
corriente con el probador de corriente y el amperímetro de gancho; además, también realizaremos la
medición del voltaje en el tablero principal y en los contactos de la instalación. Para lo cual
emplearemos el multímetro digital o el analógico.