UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI CIYA
INGENIERIA ELECTROMECANICA
TEMA: MEDICIÓN DE PARÁMETROS PARÁMETROS Y VARIABLES ELÉCTRICAS Medición de Resistencia !" #a"i!s $%t!d!s& '(nci!na$ient! ) !e"ación de (entes de CA Medición de ind(ctancias ) caacitancias& OCTAVO NIVEL
VARIABLES ELECTRICAS L!s "incia*es a"+$et"!s e*ect"ic!s s!n: C!""iente V!*ta,e I$edancia -Resistencia . Reactancia/ P!tencia
• Corriente.- Es e* $!#i$ient! ! 0(,! !"1ani2ad! de e*ect"!nes 3(e ci"c(*an at"a#es de (n c(e"! c!nd(ct!"
• Voltaje.- Es *a 4(e"2a ! "esi!n 3(e se e,e"ce s!5"e
*!s e*ect"!nes6 a"a 3(e se des*acen at"a#es de (n ci"c(it!&
• Impedania.- Es *a !!cici!n a* des*a2a$ient! de *!s e*ect"!nes6 es deci" de *a c!""iente e*ect"ica&
• Potenia.- Es *a "e*ación de as! de ene"18a de (n 0(,! !" (nidad de tie$!9 es deci"6 *a cantidad de ene"18a ent"e1ada ! a5s!"5ida !" (n e*e$ent! en (n tie$! dete"$inad!&
;<É ES MEDIR= Dete"$ina" e* #a*!" de (na $a1nit(d& Se "e>e"e a *a acción de c!$a"a" (na dete"$inada cantidad c!n s( (nidad "esecti#a& &
;<É ES MEDICIÓN= Es (n "!cedi$ient! 3(e se "ea*i2a !" $edi! de (n inst"($ent! c!n e* >n de c!n!ce" (n #a*!" de (n a"a$et"! en (n ci"c(it! ! aa"at!&
RESISTENCIA ELECTRICA
Es la oposición que se presenta al paso de la corriente eléctrica en un circuito eléctrico La unidad en la que se "ide la resistencia es el O#"io o en sus "$ltiplos %ilo o#" o Me&a o#"' se representa con la letra &rie&a " #ome$a%&
• El (alor de la resistencia eléctrica puede
o)tenerse "ediante distintos "étodos e instru"entos* dependiendo de la "a&nitud de la resistencia que se quiera "edir ' la e+actitud con la que se desea deter"inar
TIPOS DE MEDICIÓN • La& mediione& direta& &on a'()lla& en la& (ale& el re&(ltado e& o*tenido diretamente del in&tr(mento '(e &e e&t+ (tili,ando. Por ejemplo para medir la orriente '(e ir(la por (n ir(ito podemo& (tili,ar (n ampermetro apropiado.
• La& mediione& indireta& &on a'()lla& en '(e el re&(ltado
de&eado no lo o*tenemo& diretamente de la& let(ra& reali,ada& on lo& in&tr(mento& (tili,ado& &ino '(e e& nee&ario emplear lo& dato& o*tenido& para /allar la antidad de&eada mediante al$(no& +l(lo&.
TI,OS DE MEDICION
Ó#"etros Co20"etro
"ono23sico
Códi&o de colores ,uente de -#eatstone ,uente de .ilo Osciloscopio /olt0"etro 1 A"per0"etro
M%t!d! de* ?ati$et"!6 V!*t8$et"!6 A$e"8$et"!: Se (sa tant! a"a ci"c(it!s $!n!4+sic!s c!$! t"i4+sic!s e3(i*i5"ad!s& Y se 5asa en *a a*icación di"ecta de *a 4!"$(*a de *a !tencia a"a
MÉTODO DEDEFLEXI ÓN:
En e* "i$e" $%t!d!6 *a de0e@ión 3(e s(cede en *a a1(,a de* inst"($ent! da di"ecta$ente *a $edida& P!" e,e$*!: S(!n1a$!s 3(e tene$!s e* ci"c(it! $!st"ad! en *a 'i1& 6 ) a"a $edi" *a c!""iente 3(e ci"c(*a !" %* int"!d(ci$!s (n a$e"8$et"!6 c!$! se indica en *a 'i1& & La *ect("a de* inst"($ent! es *a $!st"ada en *a 'i1& & E* inst"($ent! a de0ectad! t"es di#isi!nes de *as die2 3(e tiene6 ) c!$! sa5e$!s 3(e cada (na de e**as c!""es!nde a $A6 !de$!s c!nc*(i" 3(e *a c!""iente 3(e ci"c(*a !" e* ci"c(it! es de $A&
METODO DE DETECCI ON CERO
Utili,ando ir(ito& tipo p(ente e& el a&o del P(ente de 0/eat&tone 1 &(& adaptaione&. La& e2atit(de& lo$rada& &on ele3ada& 1a '(e p(eden 3ariar de&de d)ima& de parte por iento /a&ta deena& departe& por mill4n.
METODO /OLT4METRO 1 AM,ER4METRO
Este "étodo consiste en la aplicación directa de la le' de O#"* "idiendo la corriente I " que circula de una resistencia incó&nita* ' si"ult3nea"ente la ca0da de tensión /" ori&inada por la circulación de dic#a corriente I" 5lectura del a"per0"etro6 /" 5lectura del (olt0"etro6
El (alor de la resistencia* calcular aplicando7
* del ele"ento se puede
MEDICIÓN DIRECTA* MEDIANTE Ó.METROS
Los ó#"etros est3n )asados en la le' de O#"7 la resistencia
es
in(ersa"ente
proporcional
a
la
corriente que atra(iesa el circuito* por lo que a tensión constante* la escala de un "ilia"per0"etro puede &raduarse directa"ente en o#"s
Circuito de óhmetros para medición de bajas resistencia
MÉTODO ,8ENTE DE -.EATSTONE El circuito puente est3 con2or"ado por dos ra"as en 2or"a de di(isores de tensión* cu'os puntos "edios se co"paran con un detector de cero tensión 8na de las ra"as contiene a la resistencia cu'o (alor se quiere deter"inar
Esquema de conexiones para el puente
El estado de equili)rio del puente se consi&ue cuando la corriente I& en el &al(anó"etro es nula* o sea cuando7 I&9 : Lo que i"plica que la di2erencia de potencial entre los puntos C ' D #a de ser nula* es decir7 /CD 9 :
ERRORES DE MEDICIÓN E* (ente de ?eatst!ne se e$*ea a$*ia$ente en *as $edici!nes de "ecisión de "esistencia desde !$ asta #a"i!s $a1a!$s&
Sensi5i*idad ins(>ciente en e* detect!" de ce"! Ca$5i!s de *as "esistencias de *as "a$as de5id! a ca*enta$ient!s !" *a c!""iente A t"a#e2 de *!s "esist!"es&
METODO ,8ENTE DE .ILO El 2unda"ento del puente de #ilo es el "is"o que el del puente de ;#eatstone ,ara conse&uir un a
por un #ilo resisti(o so)re el que se pueda desli?ar un cursor conectado al &al(anó"etro La resistencia del #ilo (iene dada por7 R @ p 5Ls6 E+presando R= ' R> en la relación o)tenida para el puente de -#eatstone se puede o)tener R+ @ RB 5l= l>6 Es decir* una (e? conse&uido el equili)rio del puente* "ediante el cursor "ó(il '* en su caso* la reistencia (aria)le RB* la relación anterior dar0a el (alor de la resistencia inco&nita R+
CÓDIO DE COLORES
Consiste en unas )andas que se i"pri"en en el co"ponente ' que sir(en para sa)er el (alor de éste ,ara caracteri?ar un resistor #acen 2alta tres (alores7 Resistencia eléctrica* Disipación "3+i"a ' ,recisión o tolerancia Estos (alores se indican nor"al"ente en el encapsulado dependiendo del tipo de ésteF el tipo de encapsulado a+ial* lle(a un rotulado con un códi&o de 2ran
,ara sa)er el (alor tene"os que se&uir el "étodo si&uiente7 El =er color indica las decenas El > color las unidades El Ber color el "ultiplicador El color es el (alor de la tolerancia o error "3+i"o con el que se 2a)rica la resistencia .
5UNCIONA6IENTO 7 OPERACI8N DE PUENTES DE CORRIENTE ALTERNA
PRINCIPIO DE 5UNCIONA6IENTO • En "incii!6 (n (ente de c!""iente a*te"na c!nsta de c(at"! "a$as cada (na de *as c(a*es tiene cie"ta i$edancia6 (na 4(ente de #!*ta,e AC ) (n detect!" de ce"!6 inte"c!nectad!s de *a si1(iente $ane"a&
PUENTE DE AC
CO6PONENTES A 6EDIR CON EL PUENTE DE CORRIENTE ALTERNA.
• L!s ind(ct!"es ) caacit!"es "ea*es6 n! s!n ("a$ente "eacti#!s6 sin! 3(e "esentan (na cie"ta disiación de !tencia6 3(e !de$!s "e"esenta" en (n $!de*! ci"c(ita* $ediante (na "esistencia c!nectada en se"ie ! en a"a*e*! c!n e* e*e$ent! idea*&
PUENTE DE 9A7 La c!n>1("ación de este ti! de (ente a"a $edi" ind(ct!"es "ea*es6 c()! $!de*! ci"c(ita* c!nsta de (na ind(ctancia en se"ie c!n (na "esistencia es *a $!st"ada en *a 'i1("a &
5i$. P(ente de 9a1 para medir lo& par+metro& de (n ind(tor
• La ec(ación de 5a*ance a"a este (ente es *a si1(iente: • #R:- j:;0C:%#R2 < j=L2% > R?R@
• Esta ec(ación (ede sea"a"se en *as si1(ientes: • R: R2 < L2;C:> R? R@
De d!nde: •
Como podemos observar, los valores de Lx y Rx además de depender de los parámetros del puente, dependen de la frecuencia de operación y las expresiones para calcular Lx y Rx son complejas.
•
Ahora bien, en el punto anterior indicamos ue esta confi!uración la vamos a utili"ar cuando el valor de # sea elevado, ya ue en caso contrario es conveniente emplear el puente de $ax%ell.
•
Como #&'(%C'R', cuando #))l, podemos considerar ue los denominadores tanto de Lx como de Rx son i!ual a ', sin introducir en la medición del inductor un error mayor ue el debido a la exactitud con la ue se conoce el valor real de los otros elementos del puente. Con esta aproximación, las fórmulas para Lx y Rx son*
•
Lx = C1 R2 R3
•
+tili"ando estas relaciones se puede calcular el valor de Lx y Rx en forma mucho más directa. odemos considerar ue a partir de #&'-, este valor es lo suficientemente !rande como para reali"ar la aproximación.
EERCICIO
+n puente de ay tiene una fuente de CA de frecuencia '/0 y en el euilibrio los bra"os son A1 con -,234 en serie con R, 1C con 5--6, C7 con el inductor desconocido, y 7A con R. 8Cuál es el factor # y la inductancia del inductor9 R= 6F
+n puente de ay tiene una fuente de CA de frecuencia '/0 y en el euilibrio los bra"os son A1 con -,234 en serie con R, 1C con 5--6, C7 con el inductor desconocido, y 7A con R. 8Cuál es el factor # y la inductancia del inductor9 R= 6F
• Dat!s: 'HJ6 en AB-CK6' ) RF/6 en BCRKK F6 en CDL@=6R@= ) en DA R F ;=6 L@= •
; --6Q/KKKK6KKKKKK/ 6 C!$! ;*6 !de$!s c!nside"a" 3(e *!s den!$inad!"es tant! de L@ c!$! de R@ s!n i1(a* a 6 sin int"!d(ci" en *a $edición de* ind(ct!" (n e""!" $a)!" 3(e e* de5id! a *a e@actit(d c!n *a 3(e se c!n!ce e* #a*!" "ea* de *!s !t"!s e*e$ent!s de* (ente& C!n esta a"!@i$ación6 *as 4ó"$(*as a"a L@ ) R@ s!n: L2 > C: R? R@
L@ K6KKKKKKKK K6KKKU
6EDICI8N DE INDUCTANCIAS 7 CAPACITANCIAS
Ind(ctancia • En e*ect"!$a1netis$! ) e*ect"ónica6
*a ind(tania -L /6 es (na $edida de *a !!sición a (n ca$5i! de c!""iente de (n ind(ct!" ! 5!5ina 3(e a*$acena ene"18a en "esencia de (n ca$! $a1n%tic!6 ) se de>ne c!$! *a "e*ación ent"e e* 0(,! $a1n%tic! -/ ) *a intensidad de c!""iente e*%ct"ica -I/ 3(e ci"c(*a !" *a 5!5ina ) e* nW$e"! de #(e*tas -N/ de* de#anad!:
MEDICION DE IND
• Si se desea $edi" *!s a"+$et"!s de (n ind(ct!"
"ea* c()! $!de*! ci"c(ita* es (na ind(ctancia c!n (na "esistencia en a"a*e*!& E* (ente $+s a"!iad! a"a "ea*i2a" este ti! de $edici!nes&
LA RESISTENCIA EN EL IND
L(>CR?R:
EERCICIO
S(!n1a 3(e e* (ente de *a si1(iente >1("a e3(i*i5"ad! c(and! R U X6 RQUX6 RQKKU X ) CK6K'& c(a* es *a ind(ctancia L ) e* 4act!" de ca*idad de* ind(ct!"= DATOS
L(>CR?R:
R U X RQUX RQKKUX CK6K'
K X La ind(cción es de KK$i*ien"i!s ) e* 4act!" de ca*idad es 6
S(!n1a 3(e e* (ente de *a si1(iente >1("a e3(i*i5"ad! c(and! R U X6 RQUX6 RQKKU X ) CK6K'& c(a* es *a ind(ctancia L ) e* 4act!" de ca*idad de* ind(ct!"=
MEDICION DE CAPACITANCIAS APLICANDO EL MODELO SERIE& • E* (ente $+s a"!iad! a"a "ea*i2a" *as $edici!nes de *!s a"+$et"!s de (n c!ndensad!" "ea* (ti*i2and! e* $!de*! se"ie
EERCICIO
En *a 4i1("a se tiene6 RKKKX ) CK6KK'& si e* e3(i*i5"i! tiene c!$! *(1a" c(and! R se ,(nta a KK X c(a* es *a caacidad de C=
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L(>CR?R:
R U X RQUX RQKKUX CK6K'
K X La ind(cción es de KK$i*ien"i!s ) e* 4act!" de ca*idad es 6
