Fundamentos y Aplicaciones de las Mediciones Eléctricas

Este documento explora los conceptos esenciales, tipos de instrumentos y procedimientos para realizar mediciones precisas de magnitudes eléctricas.

1. ¿Qué es Medir?

Medir es comparar un valor determinado con otro que tomamos como unidad de referencia.

2. Tipos de Mediciones Eléctricas

Existen diferentes contextos para realizar mediciones eléctricas, cada uno con sus propias características y requisitos:

• Mediciones Industriales

  Son aquellas que se realizan directamente sobre el montaje o la instalación eléctrica. Para llevarlas a cabo, se necesitan aparatos prácticos, que pueden ser tanto fijos como portátiles.

• Mediciones de Laboratorio

  Son aquellas que se realizan en condiciones idóneas y controladas, distintas de las ambientales. Se utilizan principalmente para verificar el funcionamiento de los aparatos de medición o para el diseño y desarrollo de nuevos aparatos y circuitos.

3. Cualidades Esenciales de los Aparatos de Medición

Los instrumentos de medición deben poseer ciertas cualidades para asegurar la fiabilidad y precisión de los resultados:

• Sensibilidad: Capacidad del aparato para detectar pequeños cambios en la magnitud medida.
• Precisión: Grado de dispersión de las mediciones repetidas de la misma magnitud.
• Exactitud: Proximidad de la medición al valor verdadero de la magnitud.
• Fidelidad: Capacidad del aparato para dar la misma lectura bajo las mismas condiciones.
• Rapidez: Velocidad con la que el aparato responde a un cambio en la magnitud medida.

4. Errores Comunes en las Mediciones de Magnitudes Eléctricas

Las mediciones pueden verse afectadas por diversos tipos de errores:

• Errores Sistemáticos

  Son aquellos que se repiten de manera constante en cada medición y pueden ser corregidos o compensados:

  • Metodológicos: Derivados del método de medición empleado.
  • Ambientales: Causados por condiciones externas como temperatura o humedad.
  • Personales: Relacionados con el operador del instrumento.
  • Instrumentales: Inherentes al propio aparato de medición.

• Errores Accidentales

  Son impredecibles y varían de una medición a otra:

  • Errores de cero: Desviación del indicador cuando la magnitud a medir es nula.
  • Errores de paralaje: Ocurren por una lectura incorrecta debido al ángulo de visión del observador.

5. Definición de Escala

La escala es la zona graduada de la pantalla o dial de un aparato de medición. Sobre esta, se desplaza el índice para indicarnos el valor de la medición.

6. Definición de Campo de Medida

El campo de medida, también conocido como capacidad o calibre del aparato, es el valor máximo que se puede medir con un determinado instrumento.

7. Medición de la Tensión en un Circuito Eléctrico

Para medir la tensión (voltaje) en un circuito eléctrico, se utilizan los siguientes elementos:

• Aparato de medida: Voltímetro.
• Unidad de la tensión eléctrica: Voltio (V).
• Esquema de conexión del aparato: El voltímetro se conecta en paralelo con el componente o la parte del circuito donde se desea medir la tensión.

8. Diferencia entre Polímetro y Pinza Amperimétrica

Ambos instrumentos se utilizan para medir magnitudes eléctricas, pero su forma de uso difiere significativamente, especialmente para la intensidad:

• Para medir la intensidad de corriente con un polímetro (o multímetro en modo amperímetro), es necesario interrumpir el paso de corriente de la instalación e intercalar el polímetro en serie con el dispositivo cuya intensidad se desea conocer.
• Con una pinza amperimétrica, no es necesario interrumpir el paso de corriente ni cortar el circuito, ya que mide la intensidad de forma inductiva alrededor del conductor.

9. Medición de la Intensidad de Corriente Eléctrica

Para medir la intensidad de corriente eléctrica, se utilizan los siguientes elementos:

• Aparato de medida: Amperímetro.
• Unidad de la corriente eléctrica: Amperio (A).
• Esquema de conexión del aparato: El amperímetro se conecta en serie con el circuito para medir la corriente que fluye a través de él.

10. Medición de la Resistencia Eléctrica

Para medir la resistencia eléctrica, se utilizan los siguientes elementos:

• Aparato de medida: Ohmímetro.
• Unidad de la resistencia eléctrica: Ohmio (Ω).
• Esquema de conexión del aparato: El ohmímetro se conecta directamente a los terminales del componente cuya resistencia se desea medir, generalmente con el circuito desenergizado.

11. Medición de la Potencia Eléctrica

La potencia eléctrica es un parámetro fundamental en los circuitos:

• En las viviendas, la potencia se calcula como el producto de la tensión por la intensidad (P = V x I).
• Para medir la potencia directamente, se utiliza el vatímetro.
• La unidad de potencia es el vatio (W).

12. Medición de Frecuencia

La frecuencia es una característica importante en sistemas de corriente alterna:

• Definición: Es el número de veces que se repite un proceso periódico por unidad de tiempo.
• Aparato de medida: Frecuencímetro.
• Unidad de frecuencia: Hercio (Hz).

13. Medición de la Energía Eléctrica

La energía eléctrica es el consumo de potencia a lo largo del tiempo:

• Definición: Es la potencia utilizada multiplicada por el tiempo de utilización. Si la potencia fuese constante, se podría obtener la energía midiendo la potencia con el vatímetro y multiplicándola por el tiempo.
• Aparato de medida: Contador eléctrico.
• Unidad de medida: Kilovatio-hora (kWh).

14. Tipos de Divisiones en la Escala de un Aparato Analógico (Tabla 5.3.)

Las escalas de los aparatos analógicos pueden tener diferentes tipos de divisiones para facilitar la lectura.

15. Clases de los Aparatos de Medición y su Aplicación (Tabla 5.2.)

Los aparatos de medición se clasifican según su precisión y uso específico.

16. Tabla 5.1.

Información adicional relevante para las mediciones eléctricas.