Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica MEDIDAS ELECTRICAS IM0702 S04 ING. MARGARITA MURILLO MANRIQUE
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TARE AREA A 3.Exponer en PPT - Equipos Equipo1:: E Equipo1 Escalas, scalas, campos de medida, medida, campo de de lecturas, constante de medida y Simbología utilizada en los aparatos de medidas eléctricas Equipo2: Medidores Analógicos Equipo3: Medida de potencia, factor de potencia, frecuencias y Medida de resistencia de tierra Equipo4: Medida de energía eléctrica y resistencia de aislamiento y rigidez Dieléctrica Equipo5: Procesos de Medidas en un Osciloscopio Equipo6: Medidores Digitales
Medición eléctrica e instalación y operación de generadoresy motores eléctricos
Clasificación de los Instrumentos de Medición
CIRCUITOS PARA MEDIDAS ELÉCTRICAS. 1. Medidas de resistencias: hay situaciones en las cuales el óhmetro no es capaz de medir la resistencia.
Un circuito donde hay fuentes activas
Medidas de impedancia en circuitos donde aparecen elementos activos
Si el circuito presenta efectos capacitivos e inductivos - éste solo es capaz de medir efectos resistivos puros.
CIRCUITOS PARA MEDIDAS ELÉCTRICAS. a. Método indirecto. Este método realiza medidas de parámetros del circuito distintos de la resistencia desconocida y a partir de ellos obtiene el valor de la resistencia.
Ejemplo. En el circuito divisor de tensión.
Calcular el valor de la resistencia RS. Conociendo RL, VL y Vg, podemos obtener fácilmente el valor de RS.
CIRCUITOS PARA MEDIDAS ELÉCTRICAS. b. Impedancia de salida. Un ohmmetro no puede utilizarse directamente, pues la fuente debe de estar alimentada durante la medida Ejemplo. Vamos a ver como podemos medir la impedancia de salida de un generador de funciones
El circuito equivalente de Thévenin de la fuente lo podemos ver en la figura : La tensión vg de la fuente puede obtenerse midiendo el voltaje a la salida del generador en condiciones de circuito abierto.
Consideraciones: Si la impedancia del aparato de medida es mucho mayor que la impedancia de salida (efecto de carga despreciable) el valor medido,
vo, se puede considerar como la
tensión vg (suponiendo que el aparato de medida está bien calibrado y se esta midiendo dentro de su ancho de banda). En caso contrario será necesario compensar el efecto de carga del aparato
A continuación colocamos una resistencia RL de valor conocido a la salida
CIRCUITOS PARA MEDIDAS ELÉCTRICAS. A continuación colocamos una resistencia RL de valor conocido a la salida
Si
RL >>> Ro
Si Ro >>> RL
vo <= vg
Vo = vg Vo = fracción de vL
CIRCUITOS PARA MEDIDAS ELÉCTRICAS. Ejemplo: Calcular la impedancia de salida del filtro de la figura si la resistencia de carga puesta a la salida es de 1 K Ω. (Podemos considerar al conjunto del generador más amplificador como un generador)
Consideraciones: A circuito abierto V= 2 Vef.
Para RL= 1 KΩ
Este método de medida de la impedancia de salida de un dispositivo, es aplicable tanto con corriente continua ( la impedancia de salida debe de ser de tipo resistivo puro)
como con corriente alterna la frecuencia)
( la impedancia medida dependa de
V= 1.5 Vef.
CIRCUITOS PARA MEDIDAS ELÉCTRICAS. c. Impedancia de Entrada: amplificadores y filtros La impedancia de entrada puede ser modelada como una única resistencia
Para medir la impedancia de entrada de un dispositivo colocamos una resistencia R de valor conocido a la entrada del dispositivo y alimentamos con un generador de señal
Se miden los valores VL y VI y utilizando la expresión del divisor de tensión, calculamos Ri
CIRCUITOS PARA MEDIDAS ELÉCTRICAS. 2. Puentes de Medida
El puente de Wheatstone thomson, maxwell, wien, maxwell-wien y , sauty Circuitos RC y RL.
EXPOSICION DE CLASE.- EQUIPOS
CIRCUITOS PARA MEDIDAS ELÉCTRICAS. 3. Ganancia y respuesta en frecuencia. Ganancia: Definimos como ganancia (o atenuación) de un circuito a la relación entre la tensión de la señal de entrada y la señal de salida.
Si la relación es mayor que la unidad estaremos hablando de ganancia, si es menor que la unidad estaremos hablando de atenuación.
CIRCUITOS PARA MEDIDAS ELÉCTRICAS. La ganancia es un término adimensional que relaciona dos tensiones, por lo cual también podemos darla en decibelios.
El dBm es la potencia medida en decibelios con respecto a un miliwatt
El dBV es la tensión en decibelios con respecto a un voltio
APLICACIONES:
Clase
-Cuando tomamos el error absoluto máximo (e a max), lo relacionamos con el valor de final de la escala de medida y lo expresamos en tanto por ciento, obtenemos un número que define la clase del aparato; esto es, su grado de precisión
Su clasificación y aplicación es la siguiente: – – – – –
Clase 0,1 y 0,2. Instrumentos de gran precisión para investigación. Clase 0,5. Instrumentos de precisión para laboratorio. Clase 1. Instrumentos de medidas portátiles de CC. Clase 1,5. Instrumentos de cuadros y portátiles de CA. Clase 2,5 y 5. Instrumentos de cuadros.
APLICACIONES: 1. Se realiza la medida de intensidad de corriente de un circuito con un amperímetro a prueba y un amperímetro patrón. Se obtienen las siguientes lecturas: Amperímetro a prueba: 4,1 A. Amperímetro patrón: 4 A.
Se pide: calcular los errores absoluto y relativo. Solución:
ea = Valor leído – Valor real = 4,1 – 4 = 0,1
2. Se realiza la medida de tensión de un circuito con un voltímetro a prueba y un voltímetro patrón. Se obtienen las siguientes lecturas: Voltímetro a prueba: 130 V. Voltímetro patrón: 135 V.
Se pide: calcular los errores absoluto y relativo.
ea = -5
er = 3.70%
APLICACIONES: 3. Se realiza una serie de medidas con un amperímetro a prueba y un amperímetro patrón, obteniéndose las siguientes lecturas:
El amperímetro a prueba tiene una escala de medidas que va desde 0 hasta 10 A.
Se pide: calcular la clase (precisión) del amperímetro Solución: Calculamos los errores absolutos de las medidas ea1 = Valor leído – Valor real = 1,5 – 1,6 = – 0,1 ea2 = Valor leído – Valor real = 2,5 – 2 = 0,5 ea3 = Valor leído – Valor real = 4 – 3,8 = 0,2 ea4 = Valor leído – Valor real = 7 – 6,7 = 0,3
error absoluto máximo
Por lo tanto, el aparato es de Clase
5. instrumento de cuadro
Escalas, campos de medida, campo de lecturas y constante de medida Escalas -pueden ser: Uniformes: todas las divisiones son iguales a lo largo de la escala. • Cuadráticas: las divisiones se ensanchan sobre el final de la escala. • Ensanchadas: las divisiones son distintas al principio y al final de la escala. • Logarítmicas: las divisiones son menores al final de la escala. •
Escalas, campos de medida, campo de lecturas y constante de medida Campo de medida: También llamado «capacidad» o «calibre» del aparato, es la máxima medida que se puede realizar con un determinado aparato.
Ejemplo de aparato de medida con diferentes campos de medidas. “Voltímetro.”
Escalas, campos de medida, campo de lecturas y constante de medida Campo de lectura Existe una zona de la escala en la que no existen divisiones. Esto indica que ese aparato no realiza la medida con precisión en esa zona, con lo que el campo de medidas fiables es el correspondiente a la zona marcada con divisiones. Es el llamado - campo de lectura
Constante de medida Las escalas no suelen tener una división por cada unidad de la magnitud que se está midiendo; de manera que para obtener el valor real es necesario multiplicar el número de divisiones por la constante correspondiente. Dicha constante va a depender del tipo de escala, como vemos a continuación:
Escalas, campos de medida, campo de lecturas y constante de medida Escalas uniformemente graduadas: en el amperímetro de la figura tenemos tres constantes de medida, ya que el aparato tiene tres alcances con las mismas divisiones, que se obtienen de la forma siguiente:
Donde: Kl = Constante de medida VM = Valor máximo actual Nt = Número total de divisiones
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