Instrumentos De Medición Eléctrica

También se les conoce como Medidores eléctricos, son instrumentos que miden magnitudes eléctricas, como intensidad de corriente, carga, potencial, energía, resistencia eléctrica, capacidad e inductancia. El resultado de estas medidas se expresa normalmente en una unidad eléctrica estándar: amperios, culombios, voltios, julios, ohmios, faradios o henrios, dado que todas las formas de la materia presentan una o más características eléctricas es posible tomar mediciones eléctricas de un elevado número de fuentes.

Introducción

Toda persona que se dedica a las instalaciones eléctricas residenciales o industriales puede y deber saber usar distintos tipos de instrumentos de medición según lo requiera el trabajo en cuestión ya que algunos circuitos requieren de mediciones muy exactas pero otros circuitos solo exigen valores aproximados.  Los instrumentos más comunes son los voltímetros, amperímetros, óhmetros, multímetros, watimetros, probadores de continuidad, megóhmetros y watthorímetros, la conexión correcta de cada instrumento es un factor muy importante para la seguridad de quienes lo operan y para la propia conservación de los instrumentos. También cabe destacar que algunos instrumentos se usan para medir ya sea en corriente alterna o corriente directa. 

Todos los medidores que se usan para medir cantidades eléctricas son básicamente “medidores de corriente”, miden o comparan los valores de corriente que circulan a través de los mismos, los instrumentos de medición se calibran y la escala se designa para indicar la unidad deseada, la conexión correcta es un factor importante la seguridad de quienes lo operan.

Las magnitudes eléctricas no se pueden medir por observación directa y por ello se utiliza alguna propiedad de la electricidad para producir una fuerza física susceptible de ser detectada y medida. Por ejemplo, en el galvanómetro, uno de los primeros instrumentos de medida que se inventó, la fuerza que se produce entre un campo magnético y una bobina por la que circula una corriente eléctrica produce una desviación de la bobina.

Dado que la desviación es proporcional a la intensidad de la corriente se utiliza una escala calibrada para medir la intensidad de la corriente eléctrica. La acción electromagnética entre corrientes, la fuerza entre cargas eléctricas y el calentamiento provocado por una resistencia conductora son algunas de las propiedades de la electricidad utilizadas para obtener mediciones analógicas.

Para garantizar la uniformidad y la precisión de las medidas de los medidores eléctricos se calibran de acuerdo con los patrones de medida aceptados para una determinada unidad eléctrica, como el ohmio, el amperio, el voltio o el vatio.

Tipos de Medidores Eléctricos

En la actualidad se puede decir que en instrumentos eléctricos existen básicamente dos tipos, dependiendo su tipo de operación estos pueden ser medidores analógicos y medidores digitales, aunque los medidores digitales han tomado gran fama en los últimos años, es probable que en los primeros pasos asía el conocimiento de esta ciencia se nos enseñe con los medidores analógicos. 

Los primeros experimentos en electricidad y electrónica están relacionados con el uso de amperímetros, voltímetros y óhmetros, todas estas lecturas se pueden hacer en un instrumento conocido como multímetro, que es un medidor en el cual un switch de funciones selecciona el modo de operación.

Hay dos tipos básicos de instrumentos de medición usados para hacer mediciones eléctricas, uno de estos tipos tiene una aguja que se extiende a lo largo de una escala e indica el valor de una cantidad por la posición de la aguja en la escala, siendo los instrumentos analógicos, el otro tipo de medidores muestra un dato en números sobre una pantalla monocromática o de colores de 36 bits o siendo los instrumentos digitales.

Instrumentos analógicos

Estos tipos de medidores usan lo que se conoce como el movimiento básico del medidor para proporcionar la deflexión de la aguja este movimiento se obtiene de la fuerza desarrollada  sobre un conductor localizado  en un campo magnético. 

El movimiento de  una bobina en un imán de tipo permanente constituye el principio del instrumentó  más comúnmente usado para mediciones en corriente directa, este principio de operación  se refiere con frecuencia  al denominado movimiento D, Arsonval.

Las magnitudes eléctricas no se pueden medir por observación directa y por ello se utiliza alguna propiedad de la electricidad para producir una fuerza física susceptible de ser detectada y medida. Por ejemplo, en el galvanómetro, uno de los primeros instrumentos de medida que se inventó, la fuerza que se produce entre un campo magnético y una bobina por la que circula una corriente eléctrica produce una desviación de la bobina. Dado que la desviación es proporcional a la intensidad de la corriente se utiliza una escala calibrada para medir la intensidad de la corriente eléctrica. La acción electromagnética entre corrientes, la fuerza entre cargas eléctricas y el calentamiento provocado por una resistencia conductora son algunas de las propiedades de la electricidad utilizadas para obtener mediciones analógicas.

Instrumentos digitales

La electrónica digital ha sido una de las ramas que ha tenido uno de los desarrollos tecnológicos más importantes en los últimos años; desde luego esto incluye  a los instrumentos de medición, los instrumentos digitales ofrecen varias ventajas atractivas sobre los instrumentos analógicos, incluyendo mayor rapidez, mayor precisión y resolución, reducción en los errores del usuario, adicionalmente se tiene la posibilidad de tener procesos automáticos de medición.       

Una de las mayores ventajas de los Instrumentos digitales es que tienen alta resolución alcanzando en algunos casos más de 9 cifras en lecturas de frecuencia y una exactitud de + 0.002. No están sujetos al error de paralaje. Pueden eliminar la posibilidad de errores por confusión de escalas. Tienen una rapidez de lectura y pueden entregar información digital para procesamiento inmediato en computadora.

Algunos Instrumentos de Medición Eléctrica

Los galvanómetros

son los instrumentos principales para detectar el paso de una corriente eléctrica y para medir su intensidad. El mecanismo del galvanómetro está diseñado de forma que un imán permanente o un electroimán produce un campo magnético que genera una fuerza en una bobina cercana al imán cuando por ésta circula una corriente eléctrica. El elemento móvil puede ser el imán o la bobina. La fuerza inclina el elemento móvil en un grado proporcional a la intensidad de la corriente. En los galvanómetros de imán móvil se aprovecha el par de fuerzas que ejerce la corriente estudiada sobre un pequeño imán móvil. En los galvanómetros de cuadro móvil se utiliza la acción de un imán fijo sobre una bobina móvil recorrida por una corriente desconocida.

Amperímetros

Para que un galvanómetro funcione como amperímetro hay que tener en cuenta que por el fino hilo de la bobina de un galvanómetro sólo puede circular una intensidad de corriente pequeña. Si hay que medir intensidades mayores, se acopla una derivación de baja resistencia, denominada shunt, a los terminales del medidor. La mayor parte de la corriente pasa por la resistencia de la derivación, pero la pequeña cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la intensidad total. Al utilizar esta proporcionalidad, el galvanómetro se puede emplear para medir intensidades de varios cientos de amperios. Un microamperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

Vatímetros

La potencia consumida por cualquiera de las partes de un circuito se mide con un vatímetro, un instrumento parecido al electrodinamómetro. El vatímetro tiene su bobina fija dispuesta de forma que la atraviese toda la intensidad del circuito, mientras que la bobina móvil se conecta en serie con una resistencia grande y sólo deja pasar una parte proporcional del voltaje de la fuente. La inclinación resultante de la bobina móvil depende tanto de la intensidad como del voltaje y se puede calibrar directamente en vatios, ya que la potencia es el producto del voltaje y la intensidad de la corriente.

Ohmímetro

Es un dispositivo que se utiliza para la medición de la resistencia eléctrica en un circuito, y tal Como su nombre lo indica, el ohmímetro registra los ohmios. El ohmímetro permite conocer la resistencia eléctrica al aplicar una diferencia de potencial entre sus terminales. Esto es posible gracias a la existencia de una pila interna en el aparato. Si no hay ninguna resistencia, el ohmímetro alcanza su máxima lectura. De este modo, al ubicar la resistencia a medir entre sus terminales, la tensión cae y la aguja del ohmímetro analógico se mueve hasta marcar el valor correspondiente.