Conceptos Fundamentales de Instrumentación y Metrología Eléctrica

Evaluación de Afirmaciones sobre Instrumentos de Medida

A continuación, se presenta una revisión de afirmaciones sobre el funcionamiento y características de diversos aparatos de medida, indicando su veracidad (V) o falsedad (F):

1. (V) En un aparato magnetoeléctrico de medida, el par motor solamente depende de la corriente que atraviesa la bobina móvil y es proporcional al valor de esta corriente.
2. (F) En un aparato magnetoeléctrico con rectificador, el dispositivo indicador expresa los valores eficaces de la corriente rectificada y la indicación de la escala de medida se expresa los valores medios.
3. (V) En un aparato electromagnético, el ángulo de desviación es proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente. Lo que quiere decir que la escala de medidas de aparato será aproximadamente cuadrática.
4. (V) En un sistema monofásico, el vatímetro suele tener 4 bornes de conexión: dos para corriente y dos para tensión.
5. (V) Un resultado de varios megaohmios en una prueba de aislamiento indica buen estado del material aislante.
6. (F) Un transformador de corriente se conecta en paralelo con la carga.
7. (F) En un aparato magnetoeléctrico de medida, el par motor solamente depende de la corriente que atraviesa la bobina móvil y es proporcional al cuadrado del valor de esta corriente.
8. (V) En un aparato magnetoeléctrico con rectificador, el dispositivo indicador expresa los valores medios de la corriente rectificada y la indicación de la escala de medida expresa los valores eficaces.
9. (V) En un aparato electromagnético, el ángulo de desviación es proporcional a la derivada, lo que quiere decir que depende de la variación del coeficiente de autoinducción ($\frac{dL}{d\theta}$) respecto a la variación del ángulo de giro.
10. (F) En un vatímetro, la bobina de corriente se conecta en paralelo con la carga. Esto se conoce como el método de los dos vatímetros.
11. (V) Un ohmímetro funciona aplicando una corriente conocida a la resistencia y midiendo la caída de tensión.
12. (V) En un voltímetro, se coloca una resistencia en serie para ampliar el rango de tensión.

Patrones de Medida: Tipos y Definiciones

A continuación, se citan y explican los tipos de patrones de medida:

• Patrones Internacionales: Materialización oficial de una unidad, reconocida por tratados internacionales. Sirve como referencia global para todos los países.
• Patrones Primarios: Realización más precisa y directa de una unidad, sin depender de otros patrones. Es la base de la trazabilidad nacional y suele estar en institutos metrológicos.
• Patrones Secundarios: Patrón calibrado directamente con el primario. Transfiere exactitud del primario a laboratorios y centros.
• Patrones de Trabajo: Patrón usado en mediciones cotidianas o calibraciones rutinarias. Garantiza mediciones confiables en entornos operativos.

Conceptos Clave en Instrumentación

Sensibilidad de un Aparato de Medida

La sensibilidad de un aparato de medida es la relación entre el desplazamiento del índice ($\Delta \theta$) y la variación de la magnitud que provocó el desplazamiento ($\Delta M$):

$$\text{Sensibilidad} = \frac{\Delta \theta}{\Delta M}$$

Medición de Resistencias

La medición de resistencia consiste en determinar la oposición que presenta un material al flujo de corriente eléctrica, basándose en la Ley de Ohm.

Características Clave de la Medición de Resistencia

• Unidad de medida: Ohm ($\Omega$).
• Dependencia de factores como temperatura y material.
• Métodos de lectura (ej. códigos de colores para resistencias fijas).

Tipos de Escalas en Aparatos Indicadores

Se describen los tipos de escalas utilizadas en los aparatos indicadores:

Escala Lineal o Uniforme

Se presenta cuando el par motor varía proporcionalmente a la magnitud medida y el par antagonista es proporcional a la desviación. En este caso, la exactitud y la sensibilidad son constantes a lo largo de toda la escala.

Escala Cuadrática

Ocurre cuando el par motor es proporcional al cuadrado de la magnitud que se mide y el par antagonista es proporcional a la desviación. Esto implica que la exactitud varía mucho con la desviación.

Escala Ensanchada

Se utiliza cuando un aparato de medida (AM) está destinado a medir sobrecargas. Se busca una mayor resolución en rangos específicos.

Ejemplo: Campo de indicación de $0^{\circ}$ a $50^{\circ}$ y campo de medida efectivo de $5^{\circ}$ a $30^{\circ}$.