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Electrónica analógica
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ÍNDICE
OBJETIVOS ................................................................................................. 3
INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 4
5.1. GENERALIDADES .................................................................................. 5 5.1.1. Características del Polímetro ............................................................ 6
5.1.1.1 Impedancia ..................................................................................... 7 5.1.1.2 Resolución ...................................................................................... 7
5.2. POLÍMETROS ANALÓGICOS ................................................................ 8 5.2.1. Principios Básicos de Funcionamiento ............................................. 8
5.2.1.1 Voltímetro ..................................................................................... 10 5.2.1.2 Amperímetro ................................................................................. 11 5.2.1.3 Ohmetro ........................................................................................ 12
5.2.2. Índices y Escalas ............................................................................ 14 5.3. POLÍMETRO DIGITAL .......................................................................... 18
5.3.1. Principios Básicos de Funcionamiento ........................................... 18 5.3.2. Descripción del Polímetro Digital .................................................... 19
5.4. MEDIDAS CON POLÍMETRO DIGITAL ................................................ 25 5.4.1. Continuidad ..................................................................................... 28 5.4.2. Resistencia ...................................................................................... 29 5.4.3. Comprobación de Diodos ................................................................ 31 5.4.4. Tensiones en Corriente Continua y Alterna .................................... 33 5.4.5. Intensidades en Corriente Continua y Alterna ................................ 35 5.4.6. Condensadores ............................................................................... 40 5.4.7. Transistores .................................................................................... 40
5.5. RECOMENDACIONES PARA EL USO DEL POLÍMETRO .................. 41 5.5.1. Precauciones .................................................................................. 42
RESUMEN .................................................................................................... 1
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OBJETIVOS
Los objetivos que el alumno debe alcanzar tras el estudio de la presente unidad son:
Concienciarse de la necesidad de las mediciones con el polímetro en los circuitos eléctricos y electrónicos.
Valorar la precisión de las medidas en determinados circuitos.
Aprender a manejar los polímetros digitales.
Sentar las bases para el manejo de cualquier polímetro.
Tomar conciencia de las magnitudes eléctricas y de sus unidades.
Saber distinguir entre la conexión en serie y en paralelo.
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INTRODUCCIÓN
En el taller, estamos acostumbrados a realizar ciertas comprobaciones rápidas y eficaces, como conectar una lámpara de pruebas.
Como hemos indicado, son unas comprobaciones rápidas y eficaces, pero ¿Cuál es la tensión que tenemos? En efecto, con estos sistemas no lo podemos saber.
Para saber exactamente la tensión que tenemos, deberemos de ayudarnos de un voltímetro. Para comprobar un circuito de carga, además necesitaremos de un amperímetro. Si un elemento está cortado o no, deberemos comprobarlo con un óhmetro. Son muchos los aparatos de medida que se precisan, pero todos ellos se pueden agrupar en uno sólo, un polímetro.
En los circuitos eléctricos y electrónicos que comprenden la parte eléctrica de un circuito, no es suficiente saber si el elemento está cortado o no, o si le llega tensión. Deberemos concienciarnos de que hay que conocer exactamente la resistencia del componente y de la tensión real que llega al mismo.
Esto nos ayudará a resolver infinidad de averías y sobre todo a no provocar más, por una comprobación incorrecta.
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1.1. GENERALIDADES
Se denomina polímetro o multímetro, al aparato capaz de poder realizar varias, (poli), medidas (metro). Se le conoce también con el nombre de tester, (prueba), aparato que sirve para comprobar.
La variedad de polímetros es muy numerosa, pero todos coinciden en las principales mediciones que pueden realizar:
Resistencia.
Intensidad en C.C. y en C.A.
Tensión en C.C. y en C.A.
Para realizar las mediciones de Resistencia, debemos tener en cuenta que el elemento a comprobar, debe estar sin alimentación y además aislado del circuito donde se encuentra, de lo contrario, mediremos la resistencia del circuito, no la del componente. No tocar con los dedos las puntas de prueba, estaríamos midiendo el componente conectado a otro, en este caso nuestro cuerpo, que en definitiva es una resistencia.
Figura 5.1. Medida de Resistencia.
Para realizar mediciones de tensión, voltaje, deberemos conectar el polímetro en paralelo con el circuito, es decir tocando con las puntas de prueba ambos extremos del componente a medir. Recordemos que tensión es la diferencia de nivel eléctrico que hay entre dos puntos de un circuito. Luego la tensión que llega a un componente estará entre sus dos extremos. A esta conexión se le denomina paralelo. Antes de realizar la unión de las puntas de prueba a los extremos del componente, deberemos ajustar el polímetro en función del tipo de tensión a medir, en continua C.C. o en alterna C.A.
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Figura 5.2. Medición de Tensión.
Las mediciones de intensidad, se realizan intercalando el aparato de medida en el circuito. Recordemos que intensidad es el paso de electrones. Si queremos medir los electrones que atraviesan un circuito, deberemos intercalar el aparato medidor, los electrones que atraviesan el circuito, también atravesarán el polímetro. Al igual que la tensión, deberemos de ajustar el aparato de medida para el tipo de corriente, si es Continua o si es Alterna.
Figura 5.3. Medición de Intensidad.
Aunque el principio de funcionamiento y de empleo es el mismo para todos, se suelen presentar en dos tecnologías diferentes: analógico y digital. Fácilmente diferenciables por su forma.
5.1.1. CARACTERÍSTICAS DEL POLÍMETRO
La calidad y amplitud de posibilidades de un polímetro además de la intensidad y tensión que puede soportar y parámetros que pueden ser medidas, tiene otras características importantes, que debemos de tener en cuenta, como son la impedancia, la precisión y las conexiones.
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5.1.1.1 IMPEDANCIA
La impedancia de un polímetro, es la resistencia interna que tiene. Cuanto mayor sea la impedancia, mayor precisión obtendremos en la lectura. Si la impedancia es alta, el consumo interno será muy bajo, por lo tanto la precisión de la medición será superior que un polímetro que tenga una impedancia baja.
El polímetro analógico, suele tener una impedancia de unos 20
K y el digital, unos 10 M, por lo tanto, el consumo de uno
digital será menor, luego su resolución mayor que uno analógico. El valor medido, será más cercano al real con uno digital que con uno analógico.
5.1.1.2 RESOLUCIÓN
La precisión es el error que comete el aparato al realizar la medición. La resolución o precisión de un tester analógico, además de su constitución interna e impedancia, nos la da la resolución o divisiones de la escala.
En un polímetro digital, la resolución nos la dará el número de dígitos que disponga la pantalla de cristal líquido. A mayor número de dígitos, mayor será la precisión en la medida. Veamos un ejemplo práctico.
Un polímetro con sólo dos dígitos, conectado a una batería cargada, nos indicará 12 V.
Si este polímetro posee tres dígitos, nos podría indicar por ejemplo un valor de 12,5 V. Precisando 500 mV más de lo anteriormente indicado.
Si el polímetro tiene cuatro dígitos, por ejemplo, podríamos toma una lectura de 12,56 V. Dando más precisión en la medición y orientándonos correctamente sobre el estado de carga de la batería.
La resolución, también viene determinada por la escala elegida en la medición. De modo que si una tensión de unos 12 V, la medimos en la escala de 20 V, obtendremos un dato mucho más preciso, que si lo medimos en una escala de 200 V. En una escala superior a la necesaria, perdemos un dígito de precisión. A mayor escala, por lo tanto, menor precisión.
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5.2. POLÍMETROS ANALÓGICOS
EL POLÍMETRO ANALÓGICO, la indicación de la medición la realiza a través de una aguja sobre un fondo de escala. Nos da la medida más rápida, pero a la vez más imprecisa. Son muy sensibles a las vibraciones, golpes y campos magnéticos. Una inversión de polaridad puede llevar a la destrucción, al igual que la elección de una escala incorrecta. En medición de resistencias, la alimentación se realiza a través de una pequeña pila colocada en su interior, para lo que deberemos tener en cuenta que por la punta de pruebas negra o (-) sale el polo (+) de la pila y por la punta roja o (+) sale el (-) de la pila. Cosa a tener en cuenta para la comprobación de diodos y transistores.
Figura 5.4. Polímetro Analógico.
5.2.1. PRINCIPIOS BÁSICOS DE FUNCIONAMIENTO
Los polímetros analógicos están constituidos por el instrumento de medida, que es el mecanismo que desplaza la aguja y de la circuitería que recibe las señales medidas y alimenta al instrumento de medida.
Los mecanismos suelen ser de bobina móvil. El principio de funcionamiento de estos aparatos es la desviación de un conductor de corriente en el campo magnético de un imán permanente, en oposición a una fuerza mecánica desarrollada por un muelle en espiral o por la torsión de una cinta.
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El órgano móvil de estos instrumentos se compone de una bobina en forma de cuadrado que gira alrededor de un polo del núcleo de hierro dulce dentro del campo de un imán permanente. Cuando no pasa corriente por ella está retenida en la posición cero por dos muelles en espiral que sirven a la vez como conductores eléctricos.
Si pasa una corriente por la bobina, se produce un momento de torsión que desvía la bobina de acuerdo con el sentido de la corriente hacia uno u otro lado, hasta que el par queda equilibrado con el opuesto de los muelles en espiral. Debido a que el sentido del par de giro cambia con el de la corriente, el dispositivo de bobina móvil sólo se puede emplear para corriente continua.
Las ventajas de los dispositivos de la bobina móvil son su bajo consumo, ya que con pequeñas intensidades se puede obtener un par de giro elevado, y su linealidad, ya que con un diseño apropiado del campo magnético del imán permanente, el momento torsional de la bobina es directamente proporcional a la intensidad de la corriente de medición.
El inconveniente es que solo puede medir corriente continua. El problema se soluciona utilizando diodos rectificadores a la entrada del dispositivo de bobina móvil. Dado que la curva característica de los rectificadores no es lineal, nos hace perder la linealidad de que gozábamos con el dispositivo de bobina móvil, viéndonos obligados a perder la linealidad en la escala, siendo un poco más apretada al principio y más amplia al final.
Dado que las bobinas no tienen una resistencia demasiado alta se necesita una resistencia adicional. Naturalmente no es posible fabricar la bobina móvil con cualquier número de espiras o con hilo de cualquier sección, por este motivo, se construyen los instrumentos de bobina móvil, generalmente mili o microamperímetros, que se ajustan a la gama de medida deseada mediante resistencias auxiliares y shunt. Todas estas resistencias, forman la circuitería que traduce la medición y la manda al dispositivo de bobina móvil. La conexión de estas resistencias puede salir al exterior a través de bases de enchufe o quedar internas y poder realizar su selección a través de un conmutador rotativo, (ruleta selectora).
Cada polímetro, dispone por lo tanto de unas bases de conexión exteriores, que comunican con la circuitería interna y que adecuadamente deberemos emplear para cada tipo de medición y valor.
Para la mejor comprensión vamos a ver cómo está constituido cada uno de los aparatos básicos de medida, la unión de todos ellos, nos determinará el polímetro básico.
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Voltímetro.
Amperímetro.
Ohmetro.
5.2.1.1 VOLTÍMETRO
Consiste simplemente en un acoplamiento de resistencias independientes entre sí y que quedan conectadas en serie con el dispositivo de medición. O un acoplamiento de resistencias en serie entre sí y con el dispositivo de medición. Conectadas en serie, supone que el extremo final de una se conecte con el inicial de la otra y así sucesivamente. Las resistencias deben estar perfectamente calculadas de forma que empleemos la escala que empleemos la medición sea la correcta, con mayor o menor precisión.
Figura 5.5. Voltímetros
Para la medición de tensión alterna, es necesaria la rectificación de ésta en continua, pues el instrumento de bobina móvil no puede trabajar como hemos visto, con corriente alterna.
Figura 5.6. Voltímetro para Corriente Alterna.
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5.2.1.2 AMPERÍMETRO
Conectadas con el instrumento de bobina móvil, unas resistencias en serie entre sí y en paralelo con él, con sus valores adecuados para que la medición sea correcta en cualquier escala.
Figura 5.7. Amperímetro con Shunt.
El shunt es una resistencia que se acopla en serie con el dispositivo de bobina móvil, de forma que limita la intensidad, de esta forma, si fallara alguna conexión, toda la corriente no pasaría por la bobina, pudiendo llegar a destruirla.
Figura 5.8. Amperímetro con Selector de Escala.
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5.2.1.3 OHMETRO
Básicamente es como un amperímetro, de forma que cuando no hay nada conectado, la aguja se desplaza indicando el máximo valor de resistencia. El circuito que se emplea para medir resistencias, debe de estar alimentado internamente con una pequeña pila. La corriente que sale de esta pila, atraviesa la resistencia a medir, la variación de corriente es apreciada por el instrumento de medida, desplazándose así la aguja.
Figura 5.9. Esquema de un Óhmetro.
Como podemos apreciar en paralelo con el dispositivo de medida, existe un potenciómetro o resistencia variable. Este potenciómetro, está destinado al ajuste y puesta a cero necesario antes de realizar cualquier medición, ya que la pila que alimenta el circuito también sufre un desgaste.
Para las mediciones con el polímetro, las magnitudes de tensión e intensidad, se realizan de una forma directa, pero la medición de resistencias, se realiza por comparación, para tener precisión y exactitud. Uno de los métodos más empleados es el denominado Puente de Wheastone.
El puente de resistencias, llamado de Wheastone, es muy característico y de infinidad de aplicaciones. Dentro del automóvil, como iremos viendo a lo largo de este recorrido, haremos mención en varias ocasiones, por lo que consideramos importante detallarlo en este momento.
Dentro del polímetro, su empleo es para la medición de resistencias, consiste en una agrupación de resistencias de forma que se encuentran conectadas en serie dos a dos y a su vez los dos montajes conectados en paralelo. En los puntos de unión del circuito paralelo, se le aplica la pequeña tensión de la pila interna del polímetro, y entre los otros dos extremos, se conecta un dispositivo de medición, como puede ser un galvanómetro.
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Figura 5.10. Puente de Wheastone.
Al unir las puntas del galvanómetro debe de indicar “0” para ello I1 = I2 e I3 = I4, es decir el potencial en A es igual que en B.
La tensión:
VDA = VDB es decir I2 . R2 = I3 . R3
VCA = VCB es decir I1 . R1 = I4 . R4
Dividiendo las expresiones:
I2 . R2 / I1 . R1 = I3 . R3 / I4 . R4
Como las intensidades:
I1 = I2 I3 = I4
I1 . R2 / I1 . R1 = I3 . R3 / I3 . R4
Resultando la siguiente igualdad:
R2 / R1 = R3 / R4
Si sustituimos R4 por un potenciómetro y en lugar de R3, colocamos unas puntas de prueba, ya tenemos nuestro puente para poder medir resistencias de valores desconocidos.
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Figura 5.11. Puente de Wheastone para Medición de Resistencias.
Despejando de la igualdad anterior:
R3 = R2 . R4 / R1 luego: Rx = R2/R1 . R4
Como R1 y R2 son resistencias fijas, su cociente siempre es una constante.
Rx = K . R4
Luego leyendo el valor en el galvanómetro de Rx y conocida la constante y el valor de R4, podemos realizar cualquier medición de la resistencia. El potenciómetro, se empleará para el ajuste a cero del galvanómetro, debido a la posible descarga de la pila.
Este es el principio de medición empleado en los polímetros para la comparación de valores de resistencia. Si partimos de la figura 5.9. veremos que cuando empleamos cualquiera de las escalas, en realidad en la conexión lo que estamos formando es un puente de resistencias del tipo Wheastone.
5.2.2. ÍNDICES Y ESCALAS
Tanto los índices como las escalas, son elementos fundamentales en los polímetros analógicos, de su construcción depende en gran medida la precisión de las mediciones y de las lecturas.
Se le denomina índice, a la aguja que desplaza el dispositivo de bobina móvil, de su diseño depende la correcta lectura.
El perfil de la aguja, varía en función del instrumento utilizado. En instrumentos de gran precisión, se emplean agujas muy finas, para evitar
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errores de lectura. La aguja va unida a la bobina móvil, a través de un tornillo, sobre el que se puede actuar para realizar el ajuste.
Figura 5.12. Índices de Aguja.
Algunos aparatos analógicos incorporan junto a las escalas un pequeño espejo, donde se ve reflejada la aguja, de esta forma podemos asegurarnos de que la medición será correcta y que se hará de forma perpendicular al aparato.
Figura 5.13. Escala con espejo.
La escala es el cuadrante numérico graduado donde se indica la lectura en función del desplazamiento de la aguja. La numeración suele ser de color negro o rojo para distinguir la corriente continua de la alterna, sobre un fondo blanco.
En las figuras siguientes aparecen los diferentes tipos de escalas más empleados en los aparatos de medida.
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Figura 5.14. Escalas.
Según el tipo de escalas como vemos en la figura, las podemos clasificar de la siguiente forma:
Uniforme o lineal, los intervalos de las divisiones son iguales. Se aplica en medidas que varían de forma proporcional.
Cuadrática, los intervalos son mayores hacia el final de la escala, lugar donde se obtiene mayor precisión.
Ensanchada, empleada en mediciones de sobrecargas, cuando es necesario leer en un mismo instrumento valores iniciales y finales de escala.
Logarítmica, los intervalos son menos espaciados al final de la escala. Así se consiguen valores de más precisión al principio de la escala.
Otra clasificación de las escalas, la podemos realizar según su graduación, gruesa, gruesa-fina, numeración doble, graduación doble, fina y fina con espejo.
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Figura 5.15. Diferentes graduaciones.
No vamos a realizar un estudio detallado del manejo del polímetro analógico, debido a que su uso, se está extinguiendo, existen multitud de modelos y además, comprendiendo bien el funcionamiento de uno digital, no nos resultará nada difícil podernos habituar al manejo de uno analógico.
Pero sí vamos a nombrar alguna de las precauciones que deberemos tomar, si alguna vez empleamos un polímetro analógico.
No forzar las escalas, introduciendo tensiones o intensidades no adecuadas a la escala elegida, pues sufre el dispositivo de bobina móvil, pudiendo quemarse.
No golpear, ni acercar a fuentes de calor, pueden destruir el dispositivo de bobina móvil.
No acercar a campos magnéticos, pues la aguja sufriría una desviación, falseando la medida, incluso podría quedar imantada.
No efectuar medidas de resistencia bajo tensión, para alimentar la resistencia a medir lleva ya incorporada una pequeña pila.
Sobre todo, si se emplea en el taller, hay que procurar no ensuciar los terminales o puntas de prueba con grasa o ácido de batería.
Procurar no ensuciar el cristal protector con gasolina, ácidos o disolvente, podría quemarlo, llevándonos a no ver bien las escalas.
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5.3. POLÍMETRO DIGITAL
EL POLÍMETRO DIGITAL, la indicación de medición, la realiza a través de dígitos visualizados en una pantalla de cristal líquido. Por tanto la medición, será más precisa pero a la vez más lenta. Dispone de elementos y circuitos de protección, que hacen bloquearse el tester, cuando la escala no sea la adecuada. Así mismo, aparece un signo menos delante de los dígitos, cuando la polaridad es invertida. Lo cual hace más segura la utilización del mismo. Soportan mayores intensidades. En medición de resistencias en la punta roja, tenemos el (+) de la pila interna y en la punta negra tenemos el (-), a tener en cuenta para la comprobación de diodos y transistores, como ya lo indicamos en el polímetro analógico.
Figura 5.16. Polímetros Digitales.
1.1.1. PRINCIPIOS BÁSICOS DE FUNCIONAMIENTO
Los principios de funcionamiento para la medición de resistencias, tensiones e intensidades, es el mismo que para los polímetros analógicos.
La diferencia estriba en que la señal enviada a la bobina móvil del instrumento de medición (polímetro analógico) se amplifica y con ella se alimenta el circuito que pone en funcionamiento la pantalla de cristal líquido (polímetro digital).
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Como la circuitería es mayor y se precisan de tensiones más elevadas, se emplea para la alimentación interna una pila de 9 V.
Generalmente llevan un fusible de protección para la medición de intensidad, no actúa en las escalas de 10 A o 20 A, dependiendo del modelo de polímetro, de forma que si se produce una mala conexión o la escala está confundida, funde el fusible, que generalmente suele ser de tipo rápido, quedando protegido por completo el circuito interno.
Para las demás mediciones, ya hemos comentado que si se elige una escala inferior a la precisa en la medición, el polímetro se bloquea, autoprotegiéndose. La inversión de polaridad, no es ningún inconveniente, pues si ésta se produce, automáticamente, queda reflejado en la pantalla, precediendo a los dígitos un signo menos.
5.3.2. DESCRIPCIÓN DEL POLÍMETRO DIGITAL
Las diferencias básicas de los polímetros digitales, reside en la forma de seleccionar sus escalas y en la máxima intensidad que puede ser medida. En cuanto a la intensidad, se suelen fabricar de 10 A o 20 A.
Relacionado a la forma de seleccionar las escalas, podemos encontrarnos con conmutadores o interruptores deslizantes, de teclado y de conmutador rotativo. Para las explicaciones nos apoyaremos en estos últimos, por ser los de uso más frecuente. Aunque la selección de escalas sea distinta en todo lo demás coinciden, graduación de escalas, terminales de conexión, interpretación de valores, etc.
Pasaremos ahora a detallar cada una de las partes:
Interruptor de encendido
Para la alimentación del circuito interno y puesta en funcionamiento del aparato. Hay que destacar, que en algunos modelos, el propio conmutador rotativo, tiene una posición de apagado (OFF) y en el momento que se elige una escala, inmediatamente queda conectado (ON).
Figura 5.17. Interruptores de Encendido.
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Pantalla de cristal líquido
Sobre ella aparecen los dígitos que indican la medición y el punto decimal o coma. En algunos modelos además puede indicar la escala que se está empleando, las unidades e incluso símbolos como el de batería baja, que se refiere a la pila interna del polímetro.
Figura 5.18. Pantalla de Cristal Líquido.
Selector para corriente continua y alterna
Cuando está pulsado, se empleará para la medición de C.A. Si la medición que vamos a realizar es de resistencia, la tecla deberá permanecer pulsada, si solamente nos interesa comprobar si un diodo está bien o mal, no nos interesa el valor de resistencia, la tecla deberá permanecer hacia afuera.
Figura 5.19. Selector de C.A. y C.C.
Bases de conexión
Para cables de prueba. Son idénticas para todos los polímetros. Una base que aparece con las letras COM, que significa común, donde conectaremos el cable de prueba de color negro. En mediciones de tensión e intensidad, será la entrada de negativo. En mediciones de resistencia, a través de este punto, saldrá el negativo de la pila interna del polímetro. Otra base, cumple dos funciones, medición de voltaje o de resistencia, según la posición del selector anteriormente citado. En este punto deberemos prestar siempre especial atención, para no introducir corriente en el polímetro cuando está preparado para medir resistencia.
Otras dos bases son empleadas para la medición de intensidades, una para intensidades de hasta 20 A (10 A en algunos modelos) y otra hasta una intensidad máxima de 2 A (2.000mA, según modelos), ofreciéndonos, según
la escala elegida la medición de mA o de A.
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Hay que destacar que la base de conexión de 20 A, únicamente se deberá emplear con la escala de 20 A.
Figura 5.20. Bases de Conexión.
Escalas
En este caso la selección se realiza a través de los pulsadores. Con el primero conectado podemos medir hasta 20 A, previamente utilizando la base de conexión correspondiente. Si la medición que vamos a realizar es de
resistencia, podremos medir hasta un máximo de 20 M, teniendo en cuenta que emplearemos la base de conexión apropiada para la medición de resistencias. En esta escala no se permite la medición de tensiones.
La siguiente escala, nos permite en intensidad un máximo de 2.000 mA (2 A, según polímetros), la tensión en corriente continua hasta un máximo de 1.000 voltios y de 750 V en corriente alterna. En la medición de resistencias, hasta
200 k.
Figura 5.21. Escalas de Polímetro.
Observando la pantalla, veremos que únicamente aparecen cuatro dígitos, por lo que debemos entender que las mediciones de valores
altos, no podrían ser representadas. Por ejemplo: 1.000.000 , la cifra
posee 7 dígitos, mientras que la pantalla sólo dispone de 4 dígitos.
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Para poder ser representada, se aprovechan estos cuatro dígitos, pero además, no hablaremos únicamente de la unidad, el ohmio, sino que trataremos con sus múltiplos, así que cuando tengamos elegida una escala
de K, el valor representado en la pantalla, será de K, teniendo en cuenta
también el punto decimal, que es una coma. Si lo leído en la pantalla, lo multiplicamos por 1.000, el resultado lo tendremos en ohmios.
Si el punto decimal aparece delante de los dígitos, deberá interpretarse como < 0, valor >. Veamos algunos ejemplos:
En escalas de K
1.365 son 1,365 K equivale a 1365
13.65 son 13,65 K equivale a 13650
136.5 son 136,5 K equivale a 136500
0.1365 son 0,1365 K equivale a 136,5
En escala de M
1.365 son 1,365 M equivale a 1365 K
13.65 son 13,65 M equivale a 13650 K
136.5 son 136,5 M equivale a 136500 K
0.1365 son 0,1365 M equivale a 136,5 K
En escala de 200
1.365 son 1,365
13.65 son 13,65
136.5 son 136,5
0.1365 son 0,1365
Así mismo, si la medición se va a realizar en Tensión o Intensidad, se pueden
emplear escalas de mili (m) o micro () voltios o amperios, el valor resultante
en la pantalla, corresponderá a las mismas unidades de la escala elegida. Para pasar a la unidad fundamental, Voltios o Amperios, según corresponda, deberemos dividir por 1000 o por 1000000 respectivamente.
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En el otro modelo de polímetro que se expone, no son necesarias las teclas para la selección de medición. Alrededor del selector existen cinco zonas principalmente, destinadas a la medición de Resistencia, Tensión Continua, Tensión Alterna, Intensidad Alterna e Intensidad Continua.
Bastará girar el selector a la zona de la medición que vamos a realizar y dejarlo en la posición de la escala adecuada, entonces lo tendremos dispuesto para efectuar nuestro trabajo.
Figura 5.22. Polímetro con Selector Rotativo.
Dentro de la zona de medición de resistencia, nos encontramos escalas que
van de 200 hasta 20 M, siendo su interpretación idéntica al polímetro
anteriormente descrito.
En la primera posición del selector, nos encontramos dos símbolos, uno de ellos es el de un diodo, en esta posición podemos comprobar el estado de los diodos. El otro símbolo (musical) es el de continuidad, uniendo ambas puntas de prueba, oiremos un pitido, emitido por un zumbador. Esto se emplea para comprobar la continuidad de un cable, localización de los polos de un
conmutador, etc. Actúa siempre que la resistencia sea inferior a 200 .
Figura 5.23. Escalas de Medición de Resistencias.
Una particularidad que posee este polímetro es que sus escalas de intensidad, tanto en continua como en alterna, vemos que en uno de los
puntos, están duplicadas. Disponen de dos cifras, 20 y 20 .
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Si el cable de conexión está en la hembrilla de (A), podemos emplear cualquiera de las escalas correspondientes, pero si el cable de conexión se encuentra en la hembrilla de (20A), únicamente podremos emplear el punto
del selector que acabamos de mencionar (20 - 20).
Figura 5.24. Escalas para Medición de Intensidades.
Para la medición de tensiones, se procede de la misma forma, teniendo en cuenta el tipo de tensión a medir, si es continua o alterna, de lo contrario, falsearía la medición.
Una posición del selector que hasta ahora no hemos mencionado es la que viene determinada con (hFE) y va en combinación con el conector múltiple situado en la parte superior derecha del polímetro.
Figura 5.25. Medición de Ganancia de Transistores.
Esta posición se emplea para comprobar la ganancia de los transistores. Sabiendo el tipo de transistor de que se trata, PNP o NPN e introduciendo los terminales de Emisor, Base y Colector en el alojamiento adecuado, podemos
saber cuál es la ganancia, factor “” del transistor. Cuando se estudie más
concretamente el transistor, se podrá apreciar realmente la utilidad de esta comprobación.
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5.4. MEDIDAS CON POLÍMETRO DIGITAL
Antes de comenzar la descripción del empleo de los polímetros digitales para realizar diferentes mediciones, expondremos una norma general y aplicable a cualquier tipo de polímetro.
Figura 5.26. Polímetro digital.
Si se desconoce el alcance de la magnitud a medir, comenzaremos siempre por la escala más alta.
Supongamos que vamos a realizar la medición de la tensión de una batería, sabemos que es corriente continua lo que suministra y que su valor está aproximadamente sobre los 12 V. No tenemos ninguna duda en preparar el polímetro en Tensión en C.C. y en la escala de 20 V, escala que tiene suficiente alcance para determinar la medida y por ser cercana al valor real, nos la dará con mucha precisión.
Pero si desconocemos el alcance de la magnitud, entonces deberemos seleccionar la escala más alta, observar la pantalla y si la medición es imprecisa o aparecen ceros, iremos bajando de escala hasta encontrar una que determine la medición con bastante precisión. Podría ocurrir, que bajáramos en exceso de escala, bien por error o bien por tanteo, en este caso el polímetro se bloquea, apareciendo a la izquierda de la pantalla un “1”.
Figura 5.27. Indicación de Bloqueo.
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Como anteriormente habíamos indicado, la precisión de los polímetros, viene determinada por el número de dígitos que pueden aparecer en pantalla. La precisión en la medición consiste en elegir la escala en la cual, aparezca el menor número de ceros posible a la izquierda de la pantalla.
En un polímetro de cuatro dígitos como los que estamos analizando, una resistencia medida en la menor escala da un valor de 198,7 ohmios. Es una medida con mucha precisión.
Si la misma resistencia, la medimos en la escala de 2K, la información de la pantalla aparecerá en Kilo-ohmios con una representación de (.198). Podemos observar que ya hemos perdido un dígito.
Cambiando a una escala superior, la de 20 K, aparecerá en la pantalla (0.19), apreciándose la pérdida de otro dígito. Hasta ahora se traduce en una imprecisión de 8,7 ohmios.
En la escala de 200 K, aparecerá en la pantalla la lectura de (00.1), habiendo perdido en este caso 90 ohmios. Como podemos suponer en la siguiente escala superior, perderemos otro dígito (000.), indicando una medición de 0 ohmios, cuando realmente sabemos que no es así, por lo tanto la imprecisión en este caso sería de 198,7 ohmios.
Una resistencia medida en una escala inferior al valor de dicha resistencia, bloquea el polímetro, indicando que estamos fuera del rango de medición, como ya hemos indicado. Realmente, para la medición de una resistencia, deberíamos de comenzar por la escala más baja, e ir subiendo hasta encontrar la escala adecuada, que será la primera que no bloquee el polímetro. Pero para no dudar con las mediciones de tensión o intensidad, comenzaremos todas ellas por las escalas más elevadas.
En el caso de la medición de intensidades desconocidas, primeramente colocaremos el cable de conexión en la base de 20 A y adecuaremos la escala. En el supuesto que la medida que aparezca sea “0” o inferior a 2 A, podremos cambiar el cable de conexión a la otra base de conexión, situándonos en la escala más alta. Podemos tener entonces más precisión en la medición, si es necesario iremos bajando de escalas hasta conseguir la adecuada.
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Recordemos que si en la base de conexión, introducimos una intensidad superior a 2 A, fundirá el fusible de protección. Si por error o por tanteo, escogemos una escala inferior a la necesaria, el tester se bloqueará de la misma forma que ocurre con las resistencias.
Al medir una tensión o corriente, podemos desconocer si se trata de continua o alterna, en este caso efectuaremos la medición en ambas posibilidades. Si la corriente que medimos es alterna, el valor en el rango alterno, será mayor que en el continuo, esto nos ayudará a reconocerla. Si se trata de una corriente continua, probablemente en el rango alterno no tengamos ningún tipo de lectura, no siendo así en el rango continuo.
Podría ocurrirnos, que se tratara de corriente pulsatoria o con transitorios, en ese caso, podemos deducir que es una corriente sucia o mal rectificada; dependiendo de dónde provenga, podremos adivinar la causa de algunas averías.
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5.4.1. CONTINUIDAD
Como ya hemos indicado, no todos los polímetros ofrecen el característico zumbido, que indica la continuidad de un cable o resistencia.
Para la comprobación de la continuidad, el cable de prueba negro, lo
colocaremos en la base COM y el rojo en la base correspondiente a V/.
Ajustaremos la ruleta selectora en la posición donde aparece el símbolo y conectaremos el polímetro. Tocando con ambas puntas los extremos del elemento a comprobar. En la pantalla deberá aparecer un valor de resistencia bajo, sonará el zumbido, cuando hay continuidad; si no la hay o la resistencia es muy grande, el tester permanecerá en bloqueo.
Figura 5.28. Comprobación de Continuidad.
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5.4.2. RESISTENCIA
Los cables de prueba, permanecerán en la misma posición que para comprobar la continuidad de un circuito. Tocaremos ambos extremos del elemento a comprobar con las puntas de prueba, asegurándonos que el elemento está aislado del circuito, que no recibe tensión y que no tocamos la parte metálica de las puntas de prueba con los dedos. En uno de los polímetros que se exponen, bastará con ir eligiendo la escala adecuada para realizar la medición.
Figura 5.29. Medición de Resistencias.
En el otro modelo de polímetro, deberemos pulsar además de la escala que seleccionemos, la primera tecla, para indicar que la medición que deseamos realizar es de resistencia y no de diodo. La última de las teclas, también deberá de estar pulsada, indicando así que la medición que vamos a realizar es de resistencia y no de tensión.
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Figura 5.30. Medición de Resistencias.
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5.4.3. COMPROBACIÓN DE DIODOS
Un diodo es un elemento semiconductor, que deja pasar la corriente en un solo sentido. Lo comprobaremos en dos posiciones. Realizaremos una comprobación y a continuación cambiaremos las puntas de prueba en los terminales del mismo, en un sentido nos tiene que marcar un valor, y en el otro sentido debe permanecer el polímetro en bloqueo, esto indicará que el diodo es correcto.
Figura 5.31. Comprobación de Diodos.
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Para realizar la comprobación con el otro polímetro, la tecla selectora (diodo-resistencia), deberá estar sin pulsar. Las comprobaciones serán las mismas que anteriormente se han indicado.
Figura 5.32. Comprobación de Diodos
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5.4.4. TENSIONES EN CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA
Para la medición de tensiones, los cables de prueba, permanecerán conectados en las mismas bases de enchufe que para la medición de resistencias. Seleccionaremos la escala superior si no conocemos el alcance de la medición en la zona según corresponda, Continua o Alterna. Evitaremos tocar con los dedos las puntas metálicas de los cables de prueba, sobre todo para evitar accidentes.
Figura 5.33. Medición de Tensiones
En el otro polímetro, recordemos que deberemos actuar sobre el teclado selector de AC y DC, en el caso de la batería deberá estar sin pulsar (DC).
También sobre la tecla que selecciona V/, debiendo permanecer en ambos
casos C.A. y C.D. sin pulsar.
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Figura 5.34. Medición de Tensiones.
Recordemos que en cualquiera de los polímetros digitales, en la medición en Corriente Continua, si la polaridad está invertida, en la pantalla aparecerá un signo (-) menos, delante del valor medido.
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Figura 5.35. Medición de Tensión con Polaridad Invertida.
5.4.5. INTENSIDADES EN CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA
Para realizar la medición de intensidades, recordemos que si se desconoce o la intensidad a medir es superior a 2 A. entonces, deberemos emplear la base de conexión correspondiente a 20 A. Ajustaremos el selector, según corresponda a C.C. o C.A. Tendremos también en cuenta que el polímetro, deberá de intercalarse en serie en el circuito.
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Figura 5.36. Medición de Intensidades Superiores a 2 A.
En el otro polímetro, recordemos que deberemos seleccionar si se trata de corriente continua o alterna y para intensidades superiores a 2 A, únicamente disponemos de una escala, la correspondiente a 20 A. El interruptor correspondiente a la selección de tensión, intensidad o resistencia, deberá encontrarse sin pulsar.
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Figura 5.37. Medición de Intensidades superiores a 2 A.
Para mediciones inferiores a 2 A. Emplearemos la base de conexión correspondiente, pudiendo emplear entonces todas las escalas, tanto en corriente continua como en corriente alterna.
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Figura 5.38. Medición de Intensidades inferiores a 2 A.
En el caso del otro polímetro procederemos de la misma forma, pudiendo utilizar también cualquiera de las escalas.
Recordemos que si el polímetro se bloquea debemos subir la escala. Lo mismo que ocurre en la medición de tensión, cuando introducimos la polaridad invertida, ocurre con la intensidad, aparece el signo (-) delante de la cifra indicada en la pantalla.
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Figura 5.39. Medición de Intensidades inferiores a 2 A.
Para la medición de intensidades en corriente continua, generalmente, el polímetro se conecta en función del sentido que lleva la corriente. En los casos donde medimos la intensidad que circula por un circuito o elemento, nos es indiferente la polaridad que conectemos, pues únicamente lo que hacemos es medir la corriente que circula.
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5.4.6. CONDENSADORES
Algunos modelos de polímetros, sobre todo los empleados en electrónica, nos ofrecen la posibilidad de poder comprobar la capacidad de algunos condensadores, sobre todo condensadores de bajo valor.
Disponen de un pequeño conector con dos entradas donde se alojan los terminales del condensador a comprobar. Con el conmutador rotativo, se ajusta en la escala (Cx) y se pone en funcionamiento el polímetro. En la pantalla, nos indicará el valor de la capacidad de dicho condensador.
Figura 5.40. Comprobación de Condensadores.
5.4.7. TRANSISTORES
Los transistores son unos elementos semiconductores, que disponen de tres terminales, denominados: Emisor, Colector y Base. Se presentan bajo dos formas de unión PNP y NPN. Sabiendo estos datos sobre el transistor que vamos a comprobar, podemos introducir sus terminales en los alojamientos correspondientes. Colocaremos el selector en (hFE) y en pantalla, nos aparecerá la ganancia del transistor, es decir el poder de amplificación.
Figura 5.41. Comprobación de Transistores.
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5.5. RECOMENDACIONES PARA EL USO DEL POLÍMETRO
Antes de realizar cualquier tipo de medición, deberemos de formularnos una serie de cuestiones, cuando tengamos más o menos claras las respuestas, entonces nos dispondremos a realizar las mediciones. Siguiendo estas pequeñas normas, no solamente protegeremos el aparato de medida, sino que también evitaremos el provocar accidentes o averías en las instalaciones.
Reflexionar, después de medir, plantearnos las siguientes cuestiones:
¿Qué es lo que se va a medir?
¿Dónde se debe medir?
¿Cómo se debe medir?
¿En qué gama y escala?
¿Qué precisión necesitamos?
Esquema mental. Con las respuestas a las cuestiones anteriores, conviene que nos hagamos un esquema mental o escrito, de los pasos que debemos realizar. Sobre todo, conservar la calma, no precipitarse, una pequeña falta de atención puede producir perjuicios.
En caso de magnitudes desconocidas, primero seleccionar las escalas más altas, y según vayamos observando iremos bajando las mismas.
Tratar los instrumentos con cuidado, no solamente por forzar un gasto económico, es muy desagradable que después de un largo proceso de búsqueda de una anomalía, encontrarnos que el defecto está en el polímetro.
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5.5.1. PRECAUCIONES
Aunque a lo largo de todo el capítulo, hemos ido nombrando los pasos de utilización y las precauciones que debemos tener para cada medición, vamos a tratar de resumirlas y especificarlas.
Asegurarnos de que el polímetro está ajustado a la magnitud que deseamos medir, Tensión, Intensidad, Resistencia, etc.
Si se puede precisar y se conoce el tipo de corriente, ajustar el polímetro (AC. - DC.).
Elegir la escala adecuada, de forma que no resulte bloqueado o dañado el polímetro y que nos de la mayor precisión posible.
En las mediciones, no tocar las puntas metálicas de los cable de prueba con los dedos, en presencia de tensión, nos podremos llevar un desagradable susto. Si la medición es de resistencia o de intensidad, tengamos en cuenta, que nuestro cuerpo queda conectado en paralelo con el polímetro, falseándose así la medida real del circuito o componente.
En medición de resistencias, asegurarse que no le llega tensión, bloquearía el polímetro. Nos aseguraremos que el elemento que vamos a comprobar, si está dentro de un circuito, al menos uno de sus extremos esté desconectado, de esta forma lo aislaremos del resto de los componentes.
En mediciones de intensidad, conectar el polímetro en serie con el circuito. Si se conecta en paralelo, podría ser dañado el aparato, ya que su resistencia interna es muy pequeña y provoca un cortocircuito.
Si la intensidad es superior a 20 A, el tester se bloqueará. Si la intensidad es alta pero no supera los 20 A, al permanecer largo tiempo conectado en el circuito, los cables de prueba pueden recalentarse.
No crear muchos pliegues ni atirantar los cables de conexión, podrían cortarse parte de los hilos que forman el conductor. Es conveniente de vez en cuando, juntar las puntas de prueba y comprobar que su resistencia es mínima, aproximadamente suele ser de 0,3 ohmios. Si es superior en gran medida a esta cifra, comprobar la suciedad de las puntas y el estado de los cables de conexión. Por bajo precio, éstos pueden ser sustituidos, no es muy conveniente repararlos.
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Para facilitar las operaciones de comprobación y medición, los polímetros disponen de unas pequeñas pinzas de cocodrilo que se aconseja su empleo, de forma que las conexiones no fallarán, ni falsearán las mediciones. Además esto nos permite poder realizar otras operaciones mientras se efectúan las mediciones.
Para una buena conservación de la pantalla de cristal líquido, es conveniente no golpearla ni ensuciarla, y sobre todo que entre en contacto con líquidos, bien sean corrosivos o no lo sean. Además conviene mantenerlo alejado de focos donde existan altas temperaturas.
La pila interna que alimenta la circuitería del polímetro, es aconsejable que sea alcalina, se suele cambiar una vez al año como mínimo. Siempre estará en función de su empleo. Como ya se ha indicado, en algunos polímetros existe un símbolo que indica el nivel de carga de esta batería. En otros es fácilmente apreciable, porque los dígitos pierden capacidad de reflexión de la luz, viéndose de un color muy claro.
Procurar desconectar el polímetro cuando no se utilice, sobre todo para su almacenamiento, esto evitará el desgaste de la pila.
Si el fusible de protección del circuito medidor de intensidad se funde, hay que reponerlo con otro del mismo valor. No conviene colocar uno de valor superior, puesto que el polímetro podría sufrir una avería. Sustituirlo por uno de menor valor, supone perder posibilidades de empleo. Generalmente los fusibles empleados en los aparatos de medida, suelen ser rápidos.
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RESUMEN
Polímetro es el aparato con el cual se pueden realizar diferentes mediciones como son: resistencias, tensiones e intensidades, tanto en corriente continua como en corriente alterna. Además de estas magnitudes básicas algunos polímetros están preparados para realizar otra serie de mediciones como pueden ser: capacidad de condensadores, ganancia de transistores, ciclo de trabajo, ángulo Dwell, número de revoluciones, etc.
Para la medición de resistencias, deberemos asegurarnos que el elemento a medir, no esté alimentado con tensión, desconectado de otros componentes, no tocar con los dedos a la hora de efectuar la medición ni los extremos del componente a medir, ni la parte metálica de las puntas de prueba.
En la medición de tensiones e intensidades, empezaremos siempre desde la escala más alta, si desconocemos el alcance de la medida. No ocurre así con la medición de resistencias, que se empieza desde la escala más baja. El voltímetro lo conectaremos en paralelo con el componente a comprobar, sin embargo el amperímetro deberá de estar en serie en el circuito.
La impedancia y la resolución son las características fundamentales de los polímetros bien sean analógicos o digitales. Aunque hay que tener en cuenta que tanto la impedancia como la resolución son mayores en los polímetros digitales, que permiten lecturas mucho más exactas, aunque no tan rápidos como en los analógicos. Otra gran ventaja de los polímetros digitales es que son más robustos y resistentes, sobre todo a los golpes y admiten la inversión de polaridad, tampoco influye para nada en la medición el desgaste de la pila interna de alimentación, con el analógico sí influye.
