AMPERIMETRO Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Un micro amperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.Si hablamos en términos básicos, el amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia en serie, llamada shunt. Disponiendo de una gama de resistencias shunt, podemos 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.
LOS AMPERIMETROS PUEDEN SER:
ANALOGICOS
Una aguja se mueve sobre una escala y pasa por infinitos valores
DIGITALES
Muestran el valor numérico de saltos discontinuos: 1,2; 1,3; 1,4 etc El amperímetro se coloca intercalado en el circuito en el que queremos medir la intensidad de corriente (circulación de electrones): es como cortar el cable en un punto e intercalar entre los dos extremos del cable el amperímetro. Esto es lo que se llama colocarlo en serie con el circuito. Al colocarlo así, toda la corriente del circuito circula por el amperímetro. El circuito tiene ahora una resistencia añadida (RA) porque el amperímetro lo "carga" y ya no es el circuito que queríamos estudiar, sino uno modificado. Para minimizar este efecto ponemos, paralelo al "mecanismo" del amperímetro y dentro de él, un cable "grueso" (con poca resistencia) para que casi toda la corriente pase por el cable y sólo una parte vaya al mecanismo del amperímetro. El esquema quedaría así:
El amperímetro lo forma lo que está dentro de la línea discontinua roja.
Características de un amperímetro. Las características que debemos indicar para especificar un amperímetro son: Corriente máxima Resistencia interna Exactitud Precisión Linealidad
Clasificación de los Amperímetros Los sistemas de medida más importantes son los siguientes: magnetoeléctrico, electromagnético y electrodinámico, cada una de ellas con su respectivo tipo de amperímetro. Magnetoeléctrico Para medir la corriente que circula por un circuito tenemos que conectar el amperímetro en serie con la fuente de alimentación y con el receptor de corriente. Así, toda la corriente que circula entre esos dos puntos va a pasar antes por el amperímetro. Estos aparatos tienen una bobina móvil que está fabricada con un hilo muy fino (aproximadamente 0,05 mm de diámetro) y cuyas espiras, por donde va a pasar la corriente que queremos medir, tienen un tamaño muy reducido. Por todo esto, podemos decir que la intensidad de corriente, que va a poder medir un amperímetro cuyo sistema de medida sea magnetoeléctrico, va a estar limitada por las características físicas de los elementos que componen dicho aparato. El valor límite de lo que podemos medir sin temor a introducir errores va a ser alrededor de los 100 miliamperios, luego la escala de medida que vamos a usar no puede ser de amperios sino
que debe tratarse de miliamperios. Para aumentar la escala de valores que se puede medir podemos colocar resistencias en derivación, pudiendo llegar a medir amperios (aproximadamente hasta 300 amperios). Las resistencias en derivación pueden venir conectadas directamente en el interior del aparato o podemos conectarlas nosotros externamente. Electromagnético Están constituidos por una bobina que tiene pocas espiras pero de gran sección. La potencia que requieren estos aparatos para producir una desviación máxima es de unos 2 vatios. Para que pueda absorberse esta potencia es necesario que sobre los extremos de la bobina haya una caída de tensión suficiente, cuyo valor va a depender del alcance que tenga el amperímetro. El rango de valores que abarca este tipo de amperímetros va desde los 0,5 A a los 300 A. Aquí no podemos usar resistencias en derivación ya que producirían un calentamiento que conllevaría errores en la medida. Se puede medir con ellos tanto la corriente continua como la alterna. Siendo solo válidas las medidas de corriente alterna para frecuencias inferiores a 500 Hz. También se puede agregar amperímetros de otras medidas eficientes. Electrodinámico Los amperímetros con sistema de medida "electrodinámico" están constituidos por dos bobinas, una fija y una móvil.
Principios en los que se basa El amperímetro se basa en que la corriente eléctrica al circular por un cable forma un campo magnético cuyo valor depende de la intensidad de la corriente. La "fuerza" de ese campo se puede detectar por la fuerza sobre un imán situado en ese campo. Si al imán se le acopla una aguja que se mueve sobre una escala cuando gira el imán, ya tenemos un aparato que detecta el paso de corriente (galvanómetro) y si lo calibramos con resistencias internas para que se mueva más o menos según la intensidad de corriente, tenemos un amperímetro.
Utilización Para efectuar la medida es necesario que la intensidad de la corriente circule por el amperímetro, por lo que éste debe colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente. El amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible con la finalidad de evitar una caída de tensión apreciable (al ser muy pequeña permitirá un mayor paso de electrones para su correcta medida). Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, están dotados de bobinas de hilo grueso y con pocas espiras. En algunos casos, para permitir la medida de intensidades superiores a las que podrían soportar los delicados devanados y
órganos mecánicos del aparato sin dañarse, se les dota de un resistor de muy pequeño valor colocado en paralelo con el devanado, de forma que solo pase por éste una fracción de la corriente principal. A este resistor adicional se le denomina shunt. Aunque la mayor parte de la corriente pasa por la resistencia de la derivación, la pequeña cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la intensidad total por lo que el galvanómetro se puede emplear para medir intensidades de varios cientos de amperios. La pinza amperimétrica es un tipo especial de amperímetro que permite obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la intensidad de la co rriente.
VOLTIMETRO Voltímetro es un instrumento utilizado para medir potencial eléctrico diferencia entre dos puntos en un circuito eléctrico. Los voltímetros análogos mueven un indicador a través de una escala en proporción con el voltaje del circuito; los voltímetros digitales dan una exhibición numérica del voltaje por medio de Convertidor a digital análogo. Los voltímetros se hacen en una amplia gama de estilos. Los instrumentos montaron permanentemente en un panel se utilizan supervisar los generadores oel otro aparato fijo. Instrumentos portables pequeños, equipados generalmente delas instalaciones también para medir la corriente y la resistencia bajo la forma de a multímetro, son los instrumentos estándares de la prueba usados en trabajo eléctrico y de la electrónica. Cualquier medida que se pueda convertir a un voltaje se puede exhibir en un metro que esté calibrado convenientemente; por ejemplo, presión, temperatura, flujo o nivel en una planta del proceso químico. Los voltímetros análogos de fines generales pueden tener una exactitud de algunos por ciento de a gama completa, y se utilizan con voltajes de una fracción de voltio a vario mil voltios. Los metros de Digital se pueden hacer con la alta exactitud, típicamente mejor el de 1%. Los instrumentos especialmente calibrados de la prueba tienen exactitudes más altas, con los instrumentos del laboratorio capaces de medir a las exactitudes de algunas partes por millón. Los metros que usan los amplificadores pueden medir voltajes minúsculos de micro voltios o de menos.
Clasificación Podemos clasificar los voltímetros por los principios en los que se basan su funcionamiento. Voltímetros electromecánicos Voltímetros electrónicos Voltímetros vectoriales Voltímetros digitales
Uso Un voltímetro mide voltaje. Propiamente mide diferencia de potencial entre dos puntos de conexión. Depende de qué tipo se trate es polarizado o no. Un voltímetro de alterna se puede conectar en cualquier sentido, uno de continua debe conectarse positivo y negativo respetando la polaridad. Si es analógico el sentido de la deflexión de la aguja depende de la conexión, si es digital pone un signo negativo adelante. Los voltímetros tienen muchos usos porque se conectan a transductores y entonces pueden ser tarados en muchas unidades.
Utilidad del Voltímetro Conocer en todo momento la tensión de una fuente o de una parte de un circuito. Cuando se encuentran empotrados en el Laboratorio, se utilizan para detectar alzas y bajas de tensión. Junto el Amperímetro, se usa con el Método ya nombrado.
POTENCIOMETRO Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. Los potenciómetros son unos dispositivos capaces de medir la posición angular y pequeños desplazamientos de posición lineal. Según el tipo de posición a medir tendremos dos tipos distintos de dispositivos pero la idea básica es común.
Constan de una resistencia a través de la cual hay una determinada diferencia de potencial. Además hay un contacto unido a la resistencia pero que se puede deslizar a su alrededor; este elemento es conocido como wiper. El wiper se conecta físicamente al elemento cuyo movimiento vamos a medir. Cuando este elemento se mueva el wiper se ira moviendo por la resistencia y la tensión de salida en él (en el wiper) irá cambiando. Si medimos está tensión de salida, podremos determinar cuanto se ha desplazado el wiper, y por lo tanto cuanto se ha desplazado el elemento que pretendíamos controlar. La característica principal de estos elementos, es que el valor en ohm del dispositivo puede ser ajustado dentro de un rango limitado por el valor marcado en el dispositivo (valor máximo).Son ampliamente utilizado en controles de volumen en sistemas de audio, en sistemas de control de potencia, en circuitos de precisión que requieren un valor específico de resistencia, etc.
TIPOS Según su aplicación se distinguen varios tipos: Potenciómetros de mando. Son adecuados para su uso como elemento de control en los aparatos electrónicos. El usuario acciona sobre ellos para variar los parámetros normales de funcionamiento. Por ejemplo, el volumen de una radio. Potenciómetros de ajuste. Controlan parámetros preajustados, normalmente en fábrica, que el usuario no suele tener que retocar, por lo que no suelen ser accesibles desde el exterior. Existen tanto encapsulados en plástico como sin cápsula, y se suelen distinguir potenciómetros de ajuste vertical, cuyo eje de giro es vertical, y potenciómetros de ajuste horizontal, con el eje de giro paralelo al circuito impreso. Según la ley de variación de la resistencia R = ρ(θ):
Potenciómetros lineales. La resistencia es proporcional al ángulo de giro. Logarítmicos. La resistencia depende logarítmicamente del ángulo de giro. Senoidales.
La resistencia es proporcional al seno del ángulo de giro. Dos potenciómetros senoidales solidarios y girados 90° proporcionan el seno y el coseno del ángulo de giro. Pueden tener topes de fin de carrera o no. Antilogarítmicos (exponenciales) En los potenciómetros impresos la ley de resistencia se consigue variando la anchura de la pista resistiva, mientras que en los bobinados se ajusta la curva a tramos, con hilos de distinto grosor. Potenciómetros multivuelta. Para un ajuste fino de la resistencia existen potenciómetros multivuelta, en los que el cursor va unido a un tornillo desmultiplicador, de modo que para completar el recorrido necesita varias vueltas del órgano de mando.
