Principios Fundamentales de Medición Eléctrica: Unidades, Notación y Resistencia

Marco Teórico

Unidades del Sistema Internacional (SI)

Creado en 1960 por la Conferencia General de Pesos y Medidas, el Sistema Internacional de Unidades (SI) inicialmente definió seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad básica, el mol. Una de las principales características, que constituye la gran ventaja del SI, es que sus unidades están basadas en fenómenos físicos fundamentales. La única excepción es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que está definido como «la masa del prototipo internacional del kilogramo» o aquel cilindro de platino e iridio, almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. En electricidad, se prefiere usar este sistema.

Notación Científica

La notación científica (o notación índice estándar) es un modo conciso de representar un número utilizando potencias de base diez. Los números se escriben como un producto: a·10ⁿ, donde 'a' es un número mayor o igual que 1 y menor que 10, y 'n' es un número entero. Esta notación se utiliza para poder expresar fácilmente números muy grandes o muy pequeños.

La notación científica utiliza un sistema llamado coma flotante, o de punto flotante en países de habla inglesa y en algunos hispanohablantes.

Notación de Ingeniería

Es la utilización de prefijos decimales con sus respectivas abreviaciones, utilizada para manejar números muy grandes o muy pequeños.

Cifras Significativas

Todas las mediciones numéricas son aproximaciones. La exactitud de una medición está determinada por el instrumento; no existe una medición 100% precisa.

Para el redondeo de cifras significativas, se siguen las siguientes reglas:

• Si el primer dígito a eliminar es mayor que 5, el último dígito retenido se incrementa en uno.
• Si el primer dígito a eliminar es menor que 5, el último dígito retenido no se altera.
• Si el primer dígito a eliminar es 5:
  • Si el dígito anterior es par, la cifra no se altera.
  • Si el dígito anterior es impar, la cifra se incrementa en uno.

Resistencia Eléctrica

Para calcular la resistencia (R) que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica, es necesario conocer primero cuál es el coeficiente de resistividad o resistencia específica (ρ) de dicho material, la longitud que posee y el área de su sección transversal.

A continuación se muestra una tabla (no proporcionada en el texto original) con la resistencia específica (ρ) de algunos materiales, expresada en Ω·mm²/m, a una temperatura de 20° Celsius.

Para calcular la resistencia que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica, se utiliza la siguiente fórmula:

[Fórmula de Resistencia Eléctrica, no proporcionada en el texto original]

El Ohmímetro

El ohmímetro u óhmetro es un dispositivo que sirve para medir resistencias. En los laboratorios escolares está integrado en un polímetro (o multímetro), siendo este un aparato polivalente ya que también mide voltajes e intensidades de corriente, entre otras magnitudes.

El óhmetro (en un polímetro analógico) aplica, mediante una pila interna, una diferencia de potencial entre sus terminales. Cuando no existe ninguna resistencia conectada, la aguja del aparato marca la máxima lectura. Cuando se conecta la resistencia a medir entre los terminales, se produce una caída de tensión y la aguja se desplaza hacia valores inferiores, es decir, de derecha a izquierda. En el polímetro, las escalas de voltaje e intensidad crecen de izquierda a derecha, mientras que la escala de resistencias lo hace a la inversa.

Para medir una resistencia, lo primero que se debe hacer es poner el aparato en cortocircuito entre sus terminales y ajustar, mediante un tornillo incorporado, la aguja al valor cero en la escala de resistencias. Luego, se conecta la resistencia a medir entre los terminales y el desplazamiento de la aguja indica su valor en la escala. Dado que el intervalo de resistencias que se pueden medir es muy amplio, existen distintas escalas que se pueden seleccionar con el selector (o cursor), para adaptarse al valor de la resistencia a medir.

Si se utiliza un polímetro digital, la lectura es inmediata. Solamente se debe escoger la escala adecuada para que la resistencia a medir sea inferior al máximo indicado. Una vez conectada la resistencia entre los terminales, la lectura aparece en pantalla.