|
MEDICIONES ELÉCTRICAS - PROPIEDADES DE LOS INSTRUMENTOS INDICADORES MEDICIONES EN CORRIENTE ALTERNADA La medición de valores de CA es más compleja que en CC. Se requiere una total comprensión de las relaciones básicas existentes entre las diversas indicaciones de los instrumentos y el significado de las aparentes discrepancias entre los valores leídos. Muy a menudo, cuando se miden parámetros de CA (voltaje, corriente, potencia y otros) se emplea un proceso de rutina, cuando no debe ser así. Tal procedimiento introduce un serio error por el solo hecho de la anomalía introducida al observar la verdadera naturaleza de la cantidad wedida. Forma de onda Las indicaciones en valores medios o eficaces no son de tanta importancia cuando se trata de la corriente de línea, de 50 ó 60 Hz, como tampoco lo es cuando se trata de una onda sinusoidal pura. En tales casos, cualquier instrumento que indique valor medio podrá calibrarse también en términos de valor eficaz con sólo aplicar las constantes de conversión,
Sin embargo, estas relaciones entre valores medio, efectivo y máximo, no se cumplen con otras formas de onda que no sean sinusoidales. Por consiguiente, no resulta válida la aplicación de factores fijos de conversión y los instrumentos denominados "de valor efectivo verdadero" , que indican valores efectivos en forma directa o indirecta, deberán reemplazar a los indicadores mucho más simples que miden valores medios, pero que se han calibrado en términos de valores efectivos. Indicador con rectificador Consideremos un indicador conectado en serie con un resistor y un rectificador (diodo) . Cuando se aplica una tensión de CA al instrumento, la deflexión será proporcional al "valor medio" de la corriente rectificada. El indicador podrá calibrarse entonces en valores efectivos sólo si se conoce el factor de forma de onda de la sinusoide de CA. Rectificador en serie
Fig. 12 - Voltímetro elemental de 0 - 10 volts, con rectificador en serie. Precaución: La presencia de una componente de CC en el voltaje de CA a medir desvirtúa la calibración e, incluso, puede dañar el diodo y el instrumento. En la Figura 12 se presenta el circuito de un instrumento con rectificador en serie, con un alcance en valores efectivos de 0 a 10 volts. La sensibilidad del indicador es de 1.000 ohms por volt. La extensión del alcance de voltaje se obtiene por el aumento de la resistencia serie. Para mediciones de alta tensión deberán utilizarse dos o más diodos en serie a fin de aumentar la resistencia inversa y el voltaje de ruptura. La calibración es lineal desde 0,1 volt hasta 10 volts efectivos. Puede utilizarse la escala original del indicador de CC para la calibración en valores efectivos si el resistor serie se ha ajustado de modo tal que para 10 volts; de CA en la entrada del instrumento éste deflexione a plena escala. Así entonces, cada indicación del miliamperímetro multiplicada por 10 será el valor efectivo del voltaje de entrada, La resistencia de la fuente de donde se mide la tensión no debe exceder de unos pocos cientos de ohms; de no ser así, el instrumento introduciría una carga excesiva y produciría indicaciones falsas. Debe tenerse en cuenta que no es posible calibrar en forma directa los alcances inferiores a 10 volts, puesto que la relación corriente de salida-voltaje de entrada deja de ser lineal. Rectificador en paralelo
Fig. 13 - Voltimetro elemental de 0-10 volt con rectificador en paralelo. En la Figura 13 se exhibe un indicador con rectificador en paralelo. Las especificaciones y la calibración son muy semejantes a la del instrumento con rectificador en serie. En esta configuración, el rectificador representa una carga adicional sobre la fuente, pero permite mediciones de voltaje de CA con componente de CC superpuesta. Voltímetro de CA de elevada sensibilidad.
Fig. 14 - Voltímetro de CA de alta sensibilidad. El circuito del instrumento que se exhibe en la Figura 14 emplea un indicador de 0-10 µA y tiene una sensibilidad de 100.000 ohms por volt. El instrumento posee seis alcances que se extienden desde 0-1 volt hasta 500 volts. Para cada alcance se emplea un resistor serie separado. A fin de obtener una resistencia inversa muy elevada y alta tensión de ruptura, se utilizan dos diodos. Si se adoptan diodos de silicio deberá restringirse el alcance mínimo; debido a que éstos tienen un voltaje de umbral más elevado. Pero en cambio, la resistencia inversa y la tensión de ruptura, serán mucho más altos. Los valores indicados para los resistores del multiplicador de alcances deberán considerarse sólo como una guía; los valores exactos se determinarán por calibración, puesto que los mismos dependen de las características de los diodos que se utilicen. Debido a la pequeña corriente directa que circula por el instrumento, los diodos trabajan en. la región de umbral. Por consiguiente no debe esperarse que exista linealidad entre la corriente de salida y el voltaje de entrada, y las escalas deberán trazarse punto por punto. La deflexión a plena escala, sin resistor serie, se obtiene con una entrada eficaz de 0,25 volt. Este instrumento de CA podrá utilizarse con frecuencias comprendidas entre 50 Hz y varios cientos de kilobertz. Mediciones de corriente
Fig. 15 - Indicador de CA con rectificador en puente. El amperímetro de CA más eficiente y apropiado utiliza un rectificador de onda completa, con un puente de diodos, y un micro o miliamperímetro de CC como indicador (Figura 15 ). En su alcance inferior (máxima sensibilidad) el indicador no lleva resistencia serie y debe calibrarse, por consiguiente, por comparación con un instrumento patrón. La extensión de los alcances del instrumento se obtiene montando varios resistores "shunt" en su entrada de CA.
Fig. 16. Extensión del alcance de un amperímetro de CA mediante un transformador de intensidad. Este tipo de instrumento, o un verdadero amperímetro de CA, o aun un voltímetro de CA, pueden emplearse para medir grandes niveles de corriente si se los conecta en serie con la carga a través de un transformador de intensidad (T), como se indica en la Figura 16. El devanado primario de T tiene, generalmente, una reactancia muy baja, de modo tal que produce la mínima caída de tensión. El alcance o factor de multiplicación se determina por la relación de espiras del transformador. MEDIDORES DE POTENCIA La potencia se mide en términos de watts o de volt-amperes. Cuando la fuente es de CC, o cuando es de CA, y la carga es resistiva pura, la potencia puede medirse con voltímetro y amperímetro, corno se indica en la Figura 17.
Fig. 17 - Medición de potencia utilizando voltímetro y amperímetro . La potencia en watts (potencia verdadera) es igual al voltaje multiplicado por la corriente en amperes. Cuando la fuente es de CA y la carga no es resistiva pura, la potencia que se calcula puede no ser la correcta si se la expresa en watts. En tal caso debe designársela en volt-amperes (potencia aparente) , puesto que es posible que el voltaje y la corriente no se hallen en fase entre sí. Wattímetro de CA Por lo general, un wattímetro de CA es similar a un indicador electrodinámico, en el cual la corriente de carga circula por una bobina mientras que la tensión aplicada lo hace por la otra. El instrumento se diseña de modo tal que indique potencia verdadera en watts. Algunos wattímetros están compensados para tener en cuenta su propia disipación de potencia; para aquellos que no se han compensado, la disipación propia se indica a veces en la caja del instrumento. Wattímetro de RF
Fig. 18 - Wattímetro de RF. El wattímetro de RF más común, el que se emplea para las mediciones de salida de los transmisores de radio, utiliza un circuito similar al que se indica en la Figura 18. El instrumento contiene una carga para el transmisor y sobre ésta se toma como muestra la caída de tensión de RF, que se rectifica y mide como voltaje de CC. Puesto que la resistencia de carga es conocida, el voltímetro puede calibrarse en watts mediante la ecuación:
MEDIDA DE POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA - RECEPTORES ACCESIBLES
MEDIDA DE POTENCIA - RECEPTORES INACCESIBLES
MÉTODO DE LOS DOS VATÍMETROS
EL MÉTODO DEL VATÍMETRO RECEPTOR EQULIBRADO . Bien conectado
El vatímetro tendrá la toma de intensidad en cualquier línea, la entrada de tensión en la siguiente en la secuencia natural y la salida de tensión en la anterior en la secuencia natural (como en la figura). . Mal conectado El vatímetro tendrá la toma de intensidad en cualquier línea, la entrada de tensión en la anterior en la secuencia natural y la salida de tensión en la siguiente en la secuencia natural (como en la figura).
RECEPTOR DESEQUILIBRADO
MEJORA DEL FACTOR DE POTENCIA
EQUIVALENTE DE UN MOTOR TRIFÁSICO
Podemos reducir un motor a una estrella equilibrada si las impedancias de la estrella tienen el mismo factor de potencia y consumen la misma potencia activa.
<< Anterior - Inicio - Siguiente >>
|
|
