TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA / PRIMAVERA 2018
MAYO 2018
Tipos de señales Alumno: Ayala Alumno: Ayala Hernández Hernández Edward Edward Isaac Correo-e:
[email protected] Catedrático: Amezcua Ortega Juan Manuel Departamento de Ingeniería Ingeniería Electrónica. Electrónica. Instituto Instituto de Estudios Universitario Universitarioss
ESUMEN R ESUMEN Los instrumentos eléctricos permiten localizar las causas de una operación defectuosa en aparato eléctrico en los cuales, como es bien sabido, no es posible apreciar su funcionamiento en una forma visual, como en el caso de un aparato mecánico.
1. INTRODUCCIÓN La importancia de los instrumentos eléctricos de medición es incalculable, ya que mediante el uso de ellos se miden e indican magnitudes eléctricas, como corriente, carga, potencial y energía, o las características eléctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad, la capacitancia y la inductancia.
Un galvanómetro es un instrumento que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica.1 Se trata de un transductor analógico electromecánico que produce una deformación deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina. Es capaz de detectar la presencia de pequeñas corrientes en un circuito cerrado, y puede ser adaptado, mediante su calibración, para medir su magnitud. Su principio de operación (bobina móvil e imán fijo) se conoce como mecanismo de D'Arsonval, en honor al científico que lo desarrolló. Este consiste en una bobina normalmente rectangular, por la cual circula la corriente que se quiere medir. Esta bobina está suspendida dentro del campo magnético asociado a un imán permanente, según según su eje vertical, vertical, de forma forma tal que el ángulo de giro de dicha bobina es proporcional a la corriente que la atraviesa.
La información que suministran los instrumentos de d e medición eléctrica se da normalmente en una unidad eléctrica estándar: ohmios, voltios, amperios, culombios, henrios, faradios, vatios o julios. EPORTE 2. CUERPO DEL R EPORTE CARACTERISTICAS DE LOS INSTRUMENTOS INDICADORES ELECTROMAGNETICOS
Galvanómetro
INSTITUTO DE ESTUDIOS UNIVERSITARIOS
Amperímetro
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA / PRIMAVERA 2018
MAYO 2018
Los voltímetros análogos muestran sus lecturas analógicamente (una aguja que indica la fracción de voltaje del circuito) y los voltímetros digitales muestran sus lecturas de voltaje directamente en forma numeral. Los voltímetros que miden altas diferencias de potencial requieren de muchos cables y aislantes.
Un amperímetro en términos generales, es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente), con una resistencia en paralelo, llamada "resistencia shunt". Disponiendo de una gama de resistencias shunt, se puede disponer de un amperímetro con varios rangos o intervalos de medición. Los amperímetros tienen una resistencia interna muy pequeña, por debajo de 1 ohmio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito eléctrico. El aparato descrito corresponde al diseño original, ya que en la actualidad los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída de tensión en un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente eléctrica circulante.
Es un instrumento para medir la resistencia eléctrica. Su diseño se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia de baja medida, para luego, mediante un galvanómetro, medir la corriente que circula a través de la resistencia. La escala del galvanómetro que está calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicación de la ley de Ohm, al ser fijo el voltaje de la batería, la intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa. Existen también otros tipos de óhmetros más exactos y sofisticados, en los que la batería ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de intensidad constante I, la cual se hace circular a través de la resistencia R bajo prueba. Luego, mediante otro circuito se mide el voltaje V en los extremos de la resistencia.
Voltímetro
Es un instrumento electrónico usado para medir la diferencia de potencial o voltaje entre dos puntos en un circuito eléctrico o electrónico. La unidad de diferencia de potencial se mide en voltios (V). Un voltímetro analógico básico consiste en un galvanómetro sensible (medidor de corriente) en serie con una alta resistencia. La resistencia interna del voltímetro debe ser alta; de otra manera atrae una corriente significativa e interrumpe la operación del circuito cuando se está haciendo una prueba.
INSTITUTO DE ESTUDIOS UNIVERSITARIOS
Óhmetro
Termopar
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA / PRIMAVERA 2018 Es un transductor formado por la unión de dos metales distintos que produce una diferencia de potencial muy pequeña (del orden de los milivoltios) que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado «punto caliente» o «unión caliente» o de «medida» y el otro llamado «punto frío» o «unión fría» o de «referencia» (efecto Seebeck). Normalmente los termopares industriales están compuestos por un tubo de acero inoxidable u otro material. En un extremo del tubo está la unión, y en el otro el terminal eléctrico de los cables, protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal). En instrumentación industrial, los termopares son usados como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su principal limitación está en la exactitud, pues es fácil obtener errores del sistema cuando se trabaja con precisiones inferiores a un grado Celsius. El grupo de termopares conectados en serie recibe el nombre de termopila. Tanto los termopares como las termopilas son muy usados en aplicaciones de calefacción a gas.
MAYO 2018
facturación. Los contadores de telegestión aprovechan que están instalados en smart grid para enviar a la compañía distribuidora los datos de consumo con una frecuencia mayor. Conforme progrese la implantación de las smart grid, esto permitirá una generación más ajustada a la demanda real de cada momento del día. DIAGRAMA ELÉCTRICO PARA MEDIR LA UNIDAD ELÉCTRICA AMPERIOS
Vatihorimetro
DIAGRAMA ELÉCTRICO PARA MEDIR VOLTIOS
Es un dispositivo que mide el consumo de energía eléctrica de un circuito o un servicio eléctrico, siendo éste su objetivo específico. Normalmente están calibrados en unidades de facturación, siendo la más común el kilovatio-hora [kWh]. Existen contadores electromecánicos y electrónicos. Los electromecánicos utilizan bobinados de corriente y de tensión para crear corrientes parásitas en un disco que, bajo la influencia de los campos magnéticos, produce un giro que mueve las agujas del cuadrante. Los contadores electrónicos utilizan convertidores analógico-digitales para hacer la conversión. En los contadores sin telegestión, se lleva a cabo la lectura del contador una vez por período de
INSTITUTO DE ESTUDIOS UNIVERSITARIOS
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA / PRIMAVERA 2018
SIMULACION DE MEDICION AMBOS
WATTMETER (VATÍMETRO) El vatímetro es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas «bobinas de corriente» o amperométrica, y una bobina móvil llamada «bobina de potencial» o voltimétrica. Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la móvil se conecta en paralelo. Además, en los vatímetros analógicos la bobina móvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y está en fase con ella. La bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella. El resultado de esta disposición es que en un circuito de corriente continua, la deflexión de la aguja es proporcional tanto
INSTITUTO DE ESTUDIOS UNIVERSITARIOS
MAYO 2018
a la corriente como al voltaje, conforme a la ecuación W=VA o P=EI. En un circuito de corriente alterna la deflexión es proporcional al producto instantáneo medio del voltaje y la corriente, midiendo pues la potencia real y posiblemente (dependiendo de las características de cargo) mostrando una lectura diferente a la obtenida multiplicando simplemente las lecturas arrojadas por un voltímetro y un amperímetro independientes en el mismo circuito. Los dos circuitos de un vatímetro son propensos a resultar dañados por una corriente excesiva. Tanto los amperímetros como los voltímetros son vulnerables al recalentamiento: en caso de una sobrecarga, sus agujas pueden quedar fuera de escala; pero en un vatímetro el circuito de corriente, el de potencial o ambos pueden recalentarse sin que la aguja alcance el extremo de la escala. Esto se debe a que su posición depende del factor de potencia, el voltaje y la corriente. Así, un circuito con un factor de potencia bajo dará una lectura baja en el vatímetro, incluso aunque ambos de sus circuitos esté cargados al borde de su límite de seguridad. Por tanto, un vatímetro no sólo se clasifica en vatios, sino también en voltios y amperios.
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA / PRIMAVERA 2018
MAYO 2018
CIRCUITO IMPRESO
Es la superficie constituida por caminos, pistas o buses de material conductor laminadas sobre una base no conductora. El circuito impreso se utiliza para conectar eléctricamente a través de las pistas conductoras, y sostener mecánicamente, por medio de la base, un conjunto de componentes electrónicos. Las pistas son generalmente de cobre mientras que la base se fabrica generalmente de resinas de fibra de vidrio reforzada, Pertinax, cerámica, plástico, teflón o polímeros como la baquelita.
Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. VOLTIMETRO
EJEMPLOS DE INSTRUMENTOS INDICADORES ELECTROMECANICOS GALVANOMETRO
Un voltímetro es un instrumento de medición que se utiliza para medir la diferencia de potencial eléctrico, también conocido como voltaje, entre dos puntos en una corriente eléctrica.
3. CONCLUSIONES
El galvanómetro es el principal componente utilizado en la construcción de amperímetros y voltímetros. Las características esenciales de un tipo común, conocido como galvanómetro deD Arsonval. AMPERIMETRO
Los instrumentos indicadores constituyen los equipos básicos de medición en el laboratorio de calibración, y en el taller de reparaciones, estos son de mucha ayuda ya que suelen ser comúnmente utilizados como indicadores de proceso en diversos tipos de sistemas, la mayoría de ellos se utilizan de diversas formas en la vida cotidiana.
4. R EREFENCIAS ¿Qué es un Voltímetro?, consultado 17/05/18. En línea: https://www.lifeder.com/voltimetro/ ¿Qué es un Amperímetro?, consultado 17/05/18. En línea:
INSTITUTO DE ESTUDIOS UNIVERSITARIOS
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA / PRIMAVERA 2018 https://www.coursehero.com/file/p1o5nol/Ejemplo-degalvan%C3%B3metro-t%C3%A9rmicoAMPER%C3%8DMETRO-Un-amper%C3%ADmetro-es-uninstrumento/ ¿Qué es un Voltímetro?, consultado 17/05/18. En línea: http://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-demedicion/introduccion-al-voltimetro Conceptos Básicos, consultado 17/05/18. En línea: http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema1/Pagi nas/Pagina1.htm Conceptos de electrónica para aplicaciones industriales, consultado 17/05/18. En línea: http://www.sapiensman.com/electrotecnia/problemas33.htm Termopar, consultado 17/05/18. En línea: https://es.omega.com/prodinfo/termopares.html Watthorímetro, consultado 17/05/18. En línea: http://www.todoferreteria.com.mx/tfanterior/?p=36424 Vatímetro, consultado 17/05/18. En línea: https://definicion.de/vatimetro/ Circuito impreso, consultado 17/05/18. En línea: https://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_impreso
INSTITUTO DE ESTUDIOS UNIVERSITARIOS
MAYO 2018