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Mediciones de voltaje y corriente

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Figura 1: Circuito básico para la medición de la tensión V

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Figura 1: Circuito básico para la medición de la tensión V

Mediciones de voltaje y corriente

Cuando se mide un voltaje o una corriente, la cantidad a medir se convierte en una relación con la unidad de medida respectiva. Así, el voltaje se muestra como un múltiplo (o incluso fracciones) de un voltio. La corriente se mide en amperios.

Medición del voltaje

En una medición de voltaje, el dispositivo de medición está conectado en paralelo a una carga (por ejemplo, una resistencia) o a una fuente de voltaje. La resistencia interna del dispositivo de medición debe ser lo más alta posible para que el dispositivo de medición no falsifique esta medición innecesariamente. Esto se debe a que el dispositivo de medición está ahora paralelo a la resistencia y también extrae algo de corriente. Para la fuente de tensión esto significa que se carga con la corriente total (resistencia y aparato de medición) y por lo tanto el valor de la tensión cambia, aunque a veces sólo ligeramente.

En la práctica, cuanto menor sea el voltaje a medir, mayor será la influencia distorsionante del dispositivo de medición.

Sin embargo, para ciertos valores de voltaje que se miden, la precisión de la medición es de importancia secundaria. Esto suele aplicarse a los voltajes de funcionamiento: por ejemplo, a la electrónica no le importa si el voltaje de funcionamiento es sólo de 4,95 o 5,05voltios en lugar de 5voltios. Sin embargo, también hay voltajes que deben ser ajustados con la mayor precisión posible. Esto es especialmente cierto en el caso de los voltajes de referencia, por ejemplo para los convertidores analógicos/digitales, que deben ajustarse con una precisión de una milésima de voltio.

Con los instrumentos de medición analógicos más antiguos, hay que asegurarse de que el rango de medición se seleccione correctamente para el resultado esperado. Si se desconocen los voltajes, comience con el rango de medición más grande y reduzca el mismo hasta que la pantalla analógica muestre aproximadamente 2/3 de la escala completa. ¡Sólo ahora el resultado de la medición es preciso!

Enchufes de medición
de voltaje

Figura 2: El R&S® Scope Rider es un práctico osciloscopio con capacidad de medición directa de corriente, voltaje y resistencia.
(Cortesía de Rohde & Schwarz)

Enchufes de medición
de voltaje

Fig. 2: El R&S® Scope Rider es un práctico osciloscopio con capacidad de medición directa de corriente, voltaje y resistencia.
(Cortesía de Rohde & Schwarz)

Los instrumentos de medición modernos suelen tener una pantalla digital del resultado de la medición. También cambian automáticamente el rango de medición si el voltaje a medir lo requiere. Aunque esto es conveniente, también tiene una desventaja: aunque no haya ningún voltaje en el punto de medición, el medidor mostrará algo: normalmente un voltaje en el rango de milivoltios más bajo causado por las corrientes de arrastre más pequeñas. Desafortunadamente, a menudo el símbolo que indica el rango de medición (mV) es también muy pequeño. Así que deberías mirar más de cerca lo que muestra el medidor.

Medición del voltaje con un osciloscopio

Cada osciloscopio también es adecuado para medir los voltajes de DC o AC directamente en la pantalla. El osciloscopio debe ser cambiado al modo en el que también se muestran los voltajes de DC. Para ello, se selecciona una escala adecuada en la que este voltaje DC dibuja una línea horizontal en la pantalla. La escala (por ejemplo 1 Voltio por línea de escala) es entonces la medida de la magnitud del voltaje: 5 líneas de escala son entonces exactamente 5 Voltios. Sin embargo, cuando se mide el voltaje de CA, así es como se mide el pico de voltaje de US. Entonces habría que calcular el voltaje efectivo Ueff. Para un voltaje sinusoidal se considera una aproximación:

Ueff ≈ 0,707· US (1)

También hay dispositivos de medición multifuncionales que, por ejemplo, también pueden utilizar el convertidor analógico/digital, que de todos modos se requiere en el dispositivo, para la medición de tensión directa (véase la figura 2). Esto es muy práctico, porque si se mide con el instrumento, por ejemplo, en el plato giratorio de una antena de radar en una torre alta, puede ahorrarse la molestia de bajar para conseguir otro instrumento.

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Figura 3: Circuito básico para la medición de la corriente

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Figura 3: Circuito básico para la medición de la corriente

Las mediciones de corriente

Cuando se mide la corriente, el instrumento de medición suele estar conectado en serie en el circuito. Esto significa que el circuito se abre y el dispositivo de medición se inserta en este punto. Aquí el dispositivo de medición debe tener la menor resistencia interna posible para influir lo menos posible en la resistencia total, es decir, para no falsificar el resultado de la medición.

Por esta razón, se suele utilizar una resistencia de medición en serie extremadamente pequeña en el dispositivo de medición. El dispositivo de medición mide entonces en realidad sólo el voltaje que cae a través de esta pequeña resistencia y convierte el resultado en una corriente según la ley de Ohm.

Para corrientes muy grandes también se puede utilizar otro principio de medición: la llamada pinza de corriente. También mide la corriente sólo indirectamente, porque en realidad mide el campo magnético creado por el flujo de corriente en el conductor y lo convierte en una intensidad de corriente. Sin embargo, sólo se puede utilizar si un solo conductor puede ser cubierto con la pinza. Un cable multinúcleo causa una medición incorrecta.

Medidas de resistencia

Medir una resistencia óhmica es una capacidad de la mayoría de los multímetros. Hay dos formas de medirlo:

  1. La resistencia está cargada con una corriente constante de magnitud conocida de una fuente de corriente constante. El resultado de la medición es proporcional a la caída de voltaje a través de la resistencia (como se muestra en la Figura 1). A partir de esto se puede calcular la magnitud de la resistencia.
  2. La resistencia está cargada con un voltaje constante y regulado de magnitud conocida. El resultado de la medición es proporcional a la corriente que pasa por la resistencia (como se muestra en la figura 3). A partir de esto se puede calcular la magnitud de la resistencia.
Mediciones de la capacidad

En realidad, esta medición es similar a la de la resistencia, excepto que en lugar de la corriente continua se utiliza una corriente alterna con una frecuencia conocida. Así que se mide la llamada reactancia (resistencia de corriente alterna) del condensador y se calcula su capacidad con la frecuencia conocida.

Sin embargo, hacer esto con un multímetro es más una estimación que una medición. Pero con esta medición se puede hacer una declaración de si el condensador sigue siendo funcional o no.


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