EL AMPERÍMETRO

Se trata de un de un aparato que mide la corriente. Las cargas que constituyen la corriente a medir deben pasar directamente a través del amperímetro, por lo que este debe estar conectado en serie con los otros elementos del circuito. Cuando se utiliza un amperímetro para medir corrientes directas, debe conectarse de tal manera que las cargas entren al instrumento por la terminal positiva y salga por la negativa.

De manera ideal, un amperímetro debe tener una resistencia cero para que la corriente a medir no sea alterada. En el circuito esta condición requiere que la resistencia del amperímetro sea mucho menor que R1+R2. Porque cualquier amperímetro siempre tiene algo de resistencia interna, su presencia en un circuito hace que la corriente sea ligeramente menor a la que tendría en ausencia del medidor.

TIPOS DE   MEDIDA DE UN AMPERÍMETRO

Dependiendo de la exactitud requerida, del tipo de magnitud que queramos medir, el tipo de corriente (alterna o directa) y del empleo al que se le destine a los aparatos, podemos distinguir distintos sistemas de medidas. Los sistemas de medidas más importantes son: magnetoeléctrico, electromagnético y electrodinámico.

Magnetoeléctrico: Estos aparatos tienen una bobina móvil que está fabricada con un hilo muy fino (aproximadamente 0,05 mm de diámetro) y cuyas espiras, por donde va a pasar la corriente que queremos medir, tienen un tamaño muy reducido. Por todo esto, podemos decir que la intensidad de corriente, que va a poder medir un amperímetro cuyo

sistema de medida sea magnetoeléctrico, va a estar limitada por las características físicas de los elementos que componen dicho aparato. El valor límite de lo que podemos medir sin temor a introducir errores va a ser alrededor de los 100 miliamperios, luego la escala de medida que vamos a usar no puede ser de amperios sino que debe tratarse de miliamperios. Para aumentar la escala de valores que se puede medir podemos colocar resistencias en derivación, pudiendo llegar a medir amperios (aproximadamente hasta 300 amperios). Las resistencias en derivación pueden venir conectadas directamente en el interior del aparato o podemos conectarlas nosotros externamente.

Este tipo de aparatos se utiliza en la medición de corrientes directas (las que utilizaremos en nuestro proyecto). Son bastante exactos en sus mediciones. Para medir la corriente alterna con este tipo de amperímetros hay varias posibilidades. Una de ellas consiste en añadirle un rectificador que, al igual que antes, si tiene resistencias en derivación medirá una escala más alta que si no las tiene. Este tipo de amperímetro puede usarse para medir tanta corriente continua como alterna sin más que cambiar un selector de posición.

Electromagnético: Están constituidos por una bobina que tiene pocas espiras pero de gran sección. La potencia que requieren estos aparatos para producir una desviación máxima es de unos 2 vatios. Para que pueda absorberse esta potencia es necesario que sobre los extremos de la bobina haya una caída de tensión suficiente, cuyo valor va a depender del alcance que tenga el amperímetro. El rango de valores que abarca este tipo de amperímetros va desde los 0,5 A a los 300 A. Aquí no podemos usar resistencias en derivación ya que producirían un calentamiento que conllevaría errores en la medida. Se puede medir con ellos tanto la corriente continua como la alterna. Siendo solo válidas las medidas de corriente alterna para frecuencias inferiores a 500 Hz.

Electrodinámico: Están constituidos por dos bobinas, una fija y una móvil.

Cuando el amperímetro va a realizar medidas pequeñas (hasta 0,5 A) se colocan las dos bobinas, fija y móvil, en serie. Si queremos un alcance mayor, aproximadamente hasta 10 A, tenemos que conectar las bobinas, fija y móvil, en paralelo. En este caso, tenemos que conectar una resistencia en serie con cada una de las bobinas, para evitar que se produzcan desfases entre las intensidades que van a circular por cada bobina. Con este tipo de aparatos podemos medir tanta corriente

continua como alterna y podemos ampliar el campo de medida en ambos casos simplemente con aumentar el número de espiras de la bobina móvil, en el caso de la corriente continua, o colocando un transformador de intensidad, en el caso de la corriente alterna.

CARACTERÍSTICAS Y MODO DE FUSIÓN DE UN AMPERÍMETRO

Llamamos amperímetro a cualquier aparato de medida que esté destinado a medir la intensidad de la corriente eléctrica.

Normalmente, la escala de medida viene en amperios, que es la unidad de medida de la intensidad eléctrica. En algunos casos puede venir la escala en miliamperios, estos aparatos se utilizan para medir señales muy débiles.

Otra de sus características es que cuenta con una resistencia en paralelo, llamada shunt. Disponiendo de una gama de resistencias shunt, podemos disponer de un amperímetro con varios rangos o intervalos de medición. Los amperímetros tienen una resistencia interna muy pequeña, por debajo de 1 ohmio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito eléctrico.

Un amperímetro sirve para medir intensidad de corrientes, como ya hemos dicho, para realizar esta medida se conecta en serie con el receptor de corriente y se intercala en el conductor por el cual circula la intensidad de corriente que se ha de medir. Si estamos realizando una medida industrial con valores de intensidad muy elevados no debemos preocuparnos por la corriente que va a circular por el propio amperímetro, pero si queremos medir una intensidad muy pequeña, el valor puede verse muy influenciado por el pequeño consumo de corriente que tienen los amperímetros.

HISTORIA DEL AMPERÍMETRO

Aun que la historia no nos habla mucho sobre cómo y por que la invención del amperímetro si nos habla acerca de los antecedentes a la creación de este; así que, basándonos en estas circunstancias hablaremos un poco más referente a los antecedentes del amperímetro.

El 20 de enero de 1775 en Poleymieux-au-Mont-d'Or nace Andre-Marle Ampére. Fue un matemático y físico francés, generalmente considerado como uno de los descubridores del electromagnetismo. Es

conocido por sus importantes aportes al estudio de la corriente eléctrica y el magnetismo, que contribuyeron, junto con los trabajos del danés Hans Chistian Oesterd, al desarrollo del electromagnetismo.

Sus teorías e interpretaciones sobre la relación entre electricidad y magnetismo se publicaron en 1822, en su Colección de observaciones sobre electrodinámica y en 1826, en su Teoría de los fenómenos electrodinámicos. Ampère descubrió las leyes que hacen posible el desvío de una aguja magnética por una corriente eléctrica, lo que hizo posible el funcionamiento de los actuales aparatos de medida. Descubrió las acciones mutuas entre corrientes eléctricas, al demostrar que dos conductores paralelos por los que circula una corriente en el mismo sentido, se atraen, mientras que si los sentidos de la corriente son opuestos, se repelen.

En este punto de la historia ya se tenían previstas ecuaciones y métodos por los cuales se podían obtener valores de la intensidad de corriente eléctrica pero no había algún instrumento o dispositivo capaz de hacer posible que estos cálculos fueran mucho más rápidos y eficientes. Es ahí cuando entra lo que es la creación del amperímetro (el biofísico francés Jacques-Arsene d'Arsoval fue el inventor del amperímetro temporal francés), este no es más que un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en amperios.

EL VOLTÍMETRO

Es un aparato el cual mide la diferencia de potencial. la deferencia de potencial entre dos puntos cualquiera en un circuito se mide al unir

las terminales del voltímetro entre estos puntos sin abrir el circuito. La diferencia de potencial aplicada al resistor R2 se mide al conectar el voltímetro en paralelo con R2. De nuevo, es necesario tener cuidado con la polaridad del instrumento. la terminal positiva del voltímetro debe estar conectado al extremo resistor con menor potencial.

Un voltímetro ideal tiene una resistencia infinita, así que no existe corriente en el. Este estado requiere que el voltímetro tenga una resistencia mucho mayor a R2. En la práctica, si no se cumple esta condición, deberán hacerse correcciones en función de la resistencia del voltímetro.

TIPOS DE MEDIDA DE UN VOLTÍMETRO

Al igual que en los amperímetros, los voltímetros emplean distintos tipos de sistemas de medida los cuales son: magnetoeléctrico, electromagnético, electrodinámico y electroestático.

Magnetoeléctrico: Como en todos los voltímetros, para obtener la medida tenemos que conectar el aparato en paralelo con los bornes del elemento que queremos medir. Por esta razón, de toda la corriente que circula por el circuito, sólo una pequeña parte va a atravesar el voltímetro. Así pues, la resistencia interna del voltímetro debe ser elevada. Dicha resistencia va a ser un valor constante. La forma de trabajar de estos voltímetros es como si se tratase de amperímetros pero con una escala en voltios.

Tienen una bobina móvil, cuyas espiras son de hilo de cobre y tienen un grosor aproximado de unos 0.05 mm. Según la corriente que circule por la bobina, sabiendo que la resistencia interna va a ser constante, podemos hallar el valor de la diferencia de potencial aplicando la ley de Ohm (V = R x I). Tal y como hemos explicado el funcionamiento no sería del todo exacto, ya que la resistencia interna no es constante debido a que al ser de cobre varía su valor muy fácilmente con los cambios de temperatura. Sin embargo, corregir este problema no es muy difícil, ya que, colocando una resistencia, de un material que no la haga variar con la temperatura, en serie con la bobina vamos a conseguir que el error sea despreciable.

Electromagnético: Está constituido por una bobina fija con numerosas espiras de hilo de cobre muy delgado.

Y tiene incorporada una resistencia adicional para compensar los cambios de temperatura. Debido a la constitución de la bobina, el voltímetro está sometido a muchos errores que deben compensarse poniendo una resistencia adicional de valor muy elevado. Este tipo de aparatos también sirve para medir tensiones de corriente alterna, en cuyo caso los errores se producen cuando las frecuencias son muy altas. Para corregir los posibles errores en el caso de alterna tenemos que poner un arrollamiento anti inductivo de la resistencia adicional o utilizar condensadores colocados en paralelo, con los que se puede llegar a trabajar correctamente hasta para valores de la frecuencia de 1 kHz. El campo de medida de estos voltímetros es de 5 a 750 V.

Electrodinámico: Están compuestos por una bobina fija y otra móvil conectadas en serie y una resistencia compensadora. Las bobinas están constituidas por numerosas espiras de hilo de cobre bastante fino, lo que va a producir una resistencia elevada y, en caso de corriente alterna, problemas con las frecuencias altas. La solución a estos problemas es exactamente igual que en el caso de voltímetros con sistema de medida electromagnético.

Electrostático: No son amperímetros con escala de voltios, como en los tres casos anteriores, sino que funcionan directamente con la tensión. Están constituidos por un condensador y se pueden utilizar tanto para medir la tensión de corriente continua como para la de corriente alterna. La desviación de la aguja que va a indicarnos la medida se produce en el sentido en el que aumenta la capacidad. Estos voltímetros se utilizan

para tensiones muy altas, comprendiendo su rango de medida desde los 20 V a los 1.000 kV.

Y, en cuanto a las frecuencias, al medir las tensiones de corriente alterna son fiables hasta para valores de 6 MHz. Por estas características este tipo de voltímetros son muy útiles ya que alcanzan valores que los otros voltímetros no podrían llegar a medir nunca.

CARACTERISTICAS Y MODO DE FUNSIÓN DE UN VOLTÍMETRO

El voltímetro es un aparato que mide la diferencia de potencial entre dos puntos. Para efectuar esta medida se coloca en paralelo entre los puntos cuya diferencia de potencial se desea medir.

Como rV es conocida, la medida de la intensidad I, permite obtener la diferencia de potencial. La resistencia serie debe de ser grande, para que la intensidad que circule por el voltímetro sea despreciable. Se puede cambiar de escala sin más que cambiar la resistencia serie.

Un dispositivo que mide diferencias de potencial recibe el nombre de voltímetro. La diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera en el circuito puede medirse uniendo simplemente las terminales del voltímetro entre estos puntos sin romper el circuito. La diferencia de potencial en el resistor R2 se mide conectando el voltímetro en paralelo con R2. También en este caso, es necesario observar la polaridad del instrumento. La terminal positiva del voltímetro debe conectarse en el extremo del resistor al potencial más alto, y la terminal negativa al extremo del potencial más bajo del resistor. Un voltímetro ideal tiene resistencia infinita de manera que no circula corriente a través de él. Esta condición requiere que el voltímetro tenga una resistencia que es muy grande en relación con R2. En la práctica, si no se cumple esta condición, debe hacerse una corrección respecto de la resistencia conocida del voltímetro.

los voltímetro son muy parecidos a los amperímetros tanto en su funcionamiento como en sus magnitudes a medir, hasta se puede decir que estos son una réplica de los amperímetros pero la escala de medida es en volts y al igual que en los amperímetros si estamos trabajando con intensidades industriales no tenemos por qué preocuparnos por la intensidad de corriente que estará circulando por este, ahora en cambio, si estamos trabajando con intensidades muy bajas la misma resistencia

puede ocasionar una lectura errónea; ya que como se ha dicho antes, esta resistencia como en el caso de los amperímetros requiere de un bajo consumo de la misma corriente.

Al igual que en los amperímetros estos pueden ampliar su campo de medición, es solo cuestión de añadirle más resistencias puestas en serie. Sin ninguna resistencia adicional estos aparatos pueden llegar a medir hasta 0,1 volts. Podemos llegar a cuantiar hasta 750 volts, pero a partir de los 500 volts tenemos que poner las resistencias externas para que no nos arroje mediciones erróneas debido al calentamiento de la misma. Todo lo dicho hasta ahora es referente a la medición de tensiones de corrientes continua pero como en el amperímetro podemos medir corrientes alternas efectuando un par de cambios a nuestro voltímetro con un pequeño rectificador sería necesario.

HISTORIA DEL VOLTIMETRO

E. Doyle y L. Chubb aplica la válvula para la medición de altas tensiones. Ambos son reportados en AIEE. No ha habido más remedio que utilizar una chispa para medir el voltaje de alta hasta entonces. Este fue el primer paso en la adopción del uso de un elemento activo en el voltímetro. La válvula se llenó de mercurio o gas raro, y por tanto la placa de ánodo y el cátodo de la placa, el tungsteno se utilizó. El metro funciona de forma estable como voltímetro en ambos casos.

Con la primera esperanza para mejorar las características de la válvula utilizada en el detector de ondas, L. De Forest (1873-1961) también puso un tercer electrodo en la bombilla eléctrica. El electrodo se hizo de una línea de platino en zigzag, y fue puesto en entre el filamento y la placa. El efecto fue más de lo esperado, y resultó que la placa actual podría ser controlada por el voltaje aplicado a la red.

El tubo de vacío triodo, llamada Audion, se categoriza a los ojos de autos, como un tubo que contiene gas. Estaba llena de una pequeña cantidad de gas. Argón y vapor de cesio fueron inyectados con un bajo grado de la aspiradora. La inyección de gas fue pensado para mejorar la sensibilidad de detección. Sin embargo, cuando fue de alta tensión aplicada al tubo, una falla, provocando una descarga eléctrica interna, se ha encontrado. Más tarde, I. Langmuir de GE se dio cuenta de un tubo con una vida larga y alta potencia, con un alto vacío.

El voltímetro de tubo de vacío de este tubo incorporado como un amplificador o un detector de ondas, se llama una válvula-voltímetro o un voltímetro de tubo de vacío. En Japón se llamaba únicamente BARUBORU. El voltímetro primera válvula de vacío fue inventado por EB Moullin de la Universidad de Cambridge en 1922, y fue puesto en el mercado como el producto de la Cambridge Scientific Instrument Company. Varios tipos de voltímetros se fabricaron entonces, que varían de un voltímetro de tipo A para el AC y el uso de CC, la tecnología de las cuales fue lo más fundamental en el detector de la placa, a una B, D-tipo (CA), una de tipo C (el doble rango), y un P-tipo (con una sonda).

MULTÍMETRO

Un multímetro también denominado polímetro o tester, es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos y magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad.

MODO EFICAZ DE MEDIR CON EL MULTÍMETRO

Midiendo voltajes: Para medir una tensión, colocaremos los bornes en las clavijas, y no tendremos más que colocar ambas puntas entre los puntos de lectura que queramos medir. Si lo que queremos es medir voltaje absoluto, colocaremos la borne negra en cualquier masa (un

cable negro de molex o el chasis del ordenador) y la otra borne en el punto a medir. Si lo que queremos es medir diferencias de voltaje entre dos puntos, no tendremos más que colocar una borne en cada lugar.

Midiendo resistencias: El procedimiento para medir una resistencia es bastante similar al de medir tensiones. Basta con colocar la ruleta en la posición de Ohmios y en la escala apropiada al tamaño de la resistencia que vamos a medir. Si no sabemos cuántos Ohms tiene la resistencia a medir, empezaremos con colocar la ruleta en la escala más grande, e iremos reduciendo a escala hasta que encontremos la que mas precisión nos da sin salirnos de rango.

Midiendo intensidades: El proceso para medir intensidades es algo más complicado, puesto que en lugar de medirse en paralelo, se mide en serie con el circuito en cuestión. Por esto, para medir intensidades tendremos que abrir el circuito, es decir, desconectar algún cable para intercalar el tester en medio, con el propósito de que la intensidad circule por dentro del tester. Precisamente por esto, hemos comentado antes que un tester con las bornes puestas para medir intensidades tiene resistencia interna casi nula, para no provocar cambios en el circuito que queramos medir.

Para medir una intensidad, abriremos el circuito en cualquiera de sus puntos, y configuraremos el tester adecuadamente (borne roja en clavija de Amperios de mas capacidad, 10A en el caso del tester del ejemplo, borne negra en clavija común COM).

Una vez tengamos el circuito abierto y el tester bien configurado, procederemos a cerrar el circuito usando para ello el tester, es decir, colocaremos cada borne del tester en cada uno de los dos extremos del circuito abierto que tenemos. Con ello se cerrara el circuito y la intensidad circulara por el interior del multimetro para ser leída.

HISTORIA DEL MULTIMETRO

El multímetro tiene un antecedente bastante claro, denominado AVO, que ayudó a elaborar los multímetros actuales tanto digitales como analógicos. Su invención viene dada de la mano de Donald Macadie, un ingeniero de la British Post Office, a quién se le ocurrió la ingeniosa idea de unificar 3 aparatos en uno, tales son el Amperímetro, Voltímetro y por último el Óhmetro, de ahí viene su nombre Multímetro AVO. Esta

magnífica creación, facilitó el trabajo a todas las personas que estudiaban cualquier ámbito de la Electrónica.

Ahora bien, tras dicha creación únicamente quedaba vender el proyecto a una empresa, cuyo nombre era Automatic Coil Winder and Electrical Equipment Company (ACWEECO, fue fundada probablemente en 1923), saliendo a la venta el mismo año. Este multímetro se creó inicialmente para analizar circuitos en corriente continua y posteriormente se introdujeron las medidas de corriente alterna. A pesar de ello muchas de sus características se han visto inalteradas hasta su último modelo, denominado Modelo 8 y presentado en 1951. Los modelos M7 y M8 incluían además medidas de capacidad y potencia. Dichos modelos se pueden apreciar en las dos imágenes correspondientes. La empresa ACWEECO cambió su nombre por el de AVO Limited que continuó fabricando instrumentos con la marca registrada como AVO. La compañía pasó por diferentes entidades y actualmente se llama Megger Group Limited.

El modelo original se ha fabricado ininterrumpidamente desde 1923, pero el problema raíz no se hallaba en su construcción sino en la necesidad de obtener repuestos mecánicos, por lo que la compañía dejó de construir en Octubre de 2008, con la dignidad de haber vendido un aparato presente sin modificación alguna, durante 57 años en mercado.