Category B.- Magnitudes Electricas

II.- Magnitudes Electricas

Definiciones de las medidas eléctricas.

Son cuatro las unidades básicas (variables) de medida en electricidad el voltio, el amperio, el ohmio y el vatio.

Voltaje: También conocido como diferencia de potencial, es la fuerza con que son empujados los electrones a través de un conductor. La unidad de medida es el voltio (v), y el aparato que utilizamos para medir ese voltaje o fuerza se llama voltímetro, siendo el mismo colocado entre los puntos que se desea medir la diferencia de potencial o voltaje.

El voltio equivale a la presión eléctrica que se requiere para conseguir una intensidad de 1 amperio en una resistencia de 1 ohmio. El nombre de voltio se dio en honor de Alejandro Volta.

Corriente: El sentido de desplazamiento de los electrones es siempre desde el  material cargado negativamente, al cargado positivamente. Por lo tanto, el movimiento de carga eléctrica se produce desde el cuerpo negativo al positivo. Este movimiento de electrones a través del circuito es lo que se llama corriente eléctrica (corriente de electrones). Llamaremos intensidad a la cantidad de corriente eléctrica que circula por un conductor en la unidad de tiempo. La unidad de medida es el amperio (A). El aparato capaz de medir la intensidad  de una corriente eléctrica es el amperímetro, y se conectará en serie con el circuito en el cual se desea medir la intensidad, es decir de manera que la corriente eléctrica pase en su totalidad por este aparato. Un ampere es definido como la cantidad de electrones que circula por un conductor con una resistencia de 1 ohmio durante un segundo al aplicarle un voltio, en otras palabras es el equivalente a  6.260.000.000.000.000.000 de electrones aproximadamente, es decir, 6.26 trillones.

Resistencia Eléctrica: Es la oposición o resistencia ofrecida por un material al paso de la corriente eléctrica. Dicho de otra manera, es la dificultad que encuentran los electrones para desplazarse dentro de un cuerpo, su unidad de medida es el ohmio (  ).La resistencia de un cuerpo depende de tres factores: de su longitud, de su sección y de su composición (resistividad), el  aparato de medición de la resistencia se llama ohmimetro.

Potencia Eléctrica: Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”.
Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica. La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la letra “W”.

 

LEY DE OHM

La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán George Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:

Elec 151.      Tensión o voltaje (E), en volt (V).

2.      Intensidad de la corriente (I), en amper (A) o sus submúltiplos.

3.      Resistencia (R) de la carga o consumidor conectado al circuito en ohm (), o sus múltiplos.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más el paso de la corriente eléctrica que otros, cuando el valor de la resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en amperes también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, si la resistencia aumenta, la corriente disminuye y, viceversa, si la resistencia disminuye la corriente aumenta, siempre y cuando, en ambos casos, el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.

Por otro lado, de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

Postulado general de la Ley de Ohm:

El flujo de corriente en amperes que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada

Desde el punto de vista matemático, este postulado se puede representar por medio de la siguiente fórmula:      I=V/R

Asimismo:

V=IR        y     R=V/I

Cálculos Básicos

Sabiendo la LEY DE OHM es suficiente para la mayoría de los cálculos que se hacen en los circuitos eléctricos.

Elec 16

Teniendo en cuenta que el voltaje en el automóvil es un valor fijo y conocido V = 12 voltios, sabiendo también que el valor de la resistencia (R) es un valor que casi no se utiliza ya que en los manuales de características de los automóviles los datos que nos ofrecen normalmente sobre los dispositivos eléctricos son el valor de la Potencia en vatios (W) y de la Intensidad en amperios (A), por lo que utilizaremos la formula:

Elec 17

Utilizando la formula de la potencia podemos calcular un valor muy importante como es la intensidad que circula por los cables que alimentan un receptor eléctrico. Por ejemplo sabiendo que la potencia de las lámparas que se utilizan en las luces de cruce es de 55 vatios, aplicamos la formula:

Elec 18

Conociendo el valor de la intensidad que circula por los cables que alimentan un receptor eléctrico sabemos el grosor o sección del cable que debemos utilizar, cosa muy importante ya que si colocamos un cable de sección insuficiente, este se calentara pudiendo causar un incendio o cortocircuito. La sección de los cables que alimentan a receptores de bajo consumo suelen ser de 0,5 mm2. Pero recuérdese que, en el caso de alimentación de grandes consumidores, la sección o grosor del cable puede ser de valores muy superiores, hasta el máximo que suele llevar el motor de arranque, que se establece, por regla general, en unos 16 mm2 de sección.


 

MULTÍMETRO O TESTER  DIGITAL

Elec 19

Referencias:

1-      Display de cristal líquido.

2-      Escala o rango para medir resistencia.

3-      Llave selectora de medición.

4-      Escala o rango para medir tensión en continua (puede indicarse DC en vez de una línea continua y otra punteada).

5-      Escala o rango para medir tensión en alterna (puede indicarse AC en vez de la línea ondeada).

6-      Borne o “jack” de conexión para la punta roja, cuando se quiere medir tensión, resistencia y frecuencia (si tuviera), tanto en corriente alterna como en continua.

7-      Borne de conexión o “jack”  negativo  para la punta negra.

8-      Borne de conexión o “jack”  para poner la punta roja si se va a medir mA (mili amperes), tanto en alterna como en continua.

9-      Borne de conexión o “jack”  para la punta roja cuando se elija el rango de 20A máximo, tanto en alterna como en continua.

10-  Escala o rango para medir corriente en alterna (puede venir indicado AC en lugar de la línea ondeada).

11-  Escala o rango para medir corriente en continua (puede venir DC en lugar de una línea continua y otra punteada).

12-  Zócalo de conexión para medir capacitores o condensadores.

13-  Botón de encendido y apagado.

SELECCIÓN DE LAS MAGNITUDES Y ESCALAS O RANGOS

 

Voltaje DC

Elec 20Elec 21 Sabemos que el voltímetro se conecta en paralelo con el componente a medir, de tal manera que indique la diferencia de potencial entre las puntas.

Donde indica 200m el máximo es 200 milivolts (0,2 V), el resto se comprende tal cual están expresados por sus cifras. Por lo tanto para medir tensiones de batería del automóvil debemos elegir la de 20V. Si se está buscando caídas de tensión en terminales o conductores, podemos elegir una escala con un máximo más pequeño, luego de arrancar con un rango más elevado y así tener una lectura aproximada. Siempre hay que empezar por un rango alto, para ir bajando y así obtener mayor precisión. Cuando el valor a medir supere el máximo elegido, también indicará “1”en el lado izquierdo del display.

 

Corriente  DC

Para medir esta magnitud, hay que tener mucha precaución porque como amperímetro el tester se conecta en serie. Por lo tanto toda la corriente a medir se conducirá por su interior, con el riesgo de quemarlo. En el manual de uso el fabricante aconseja no solo el máximo de corriente que puede soportar sino además el tiempo en segundos (por ejemplo 15seg.).

La escala a utilizar es:

Elec 22Elec 23

Donde la escala indica el rango: 2m es 2mA (0,002 A); 20m es 20mA (0,02 A); 200m es 200mA (0,2 A) y por lo tanto 20 es 20 A.

 


 

Continuidad, prueba de diodos  y  resistencias

Tengamos en cuenta que para utilizar el multímetro en esta escala, el componente a medir no debe recibir corriente del circuito al cual pertenece y debe encontrarse desconectado. Los valores indicados en la respectiva escala, por ejemplo pueden ser:

Elec 24Elec 25

Continuidad mediante el sonar de un timbre o “buzzer”, por ejemplo cuando en un mazo de cables se busca con las puntas de prueba un extremo y el correspondiente desde el otro lado. Se activa un zumbido si la resistencia es menor de 30 Ohms (aproximadamente). Si la resistencia es despreciable (como debería ocurrir en un conductor), no solo sonará el buzzersino que además el display indicará 000. Cuando encuentra una resistencia, la indicación son los milvolts de caída de tensión, por la resistencia detectada, a mayor resistencia, mayor serán los mV indicados.

 

Prueba diodos, en un sentido (el inverso a su polaridad), indica el número “1” a la izquierda del display. Esto significa que está bloqueando la corriente (con una resistencia muy elevada) y por lo tanto no se encuentra en corto circuito. En cambio en la polaridad correcta, el display indica unos milivolts que dependen del tipo de diodo que se está probando, ya que si bien el diodo conduce conectando las puntas en la polaridad correcta, lo hace con resistencia apreciable. El instrumento fija una corriente de prueba de 1mA.

Resistencia, tenemos para elegir escalas o rangos con un máximo de: 200 Ohms, 2K (2 kiloOhms o 2000 Ohms), 20K (20000 Ohms) y 2M (2 MegOhms o 2 millones de Ohms) y en algunos testers figura hasta 20M.

Si el valor a medir supera el máximo de la escala elegida, el display indicará “1”a su izquierda. Por lo tanto habrá que ir subiendo de rango hasta encontrar el correcto.

Muchas veces se sabe de antemano cuanto debería medir y entonces por ejemplo, si es una bobina primaria de encendido, elegimos buzzer si primero queremos ver su continuidad y luego para el valor de la resistencia pasamos a 200. En cambio, para el bobinado secundario o los cables de bujías, usaremos la de 20K.

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