6 Instrumentos De Medición Eléctrica: Analógicos Y Digitales

A medida que nos fuimos desplazando desde las costumbres antiguas que teníamos para alumbrar nuestro día a día pasando de utilizar el fuego a sofisticados dispositivos de bombillos tipo LED, fuimos también por otra serie de tecnologías, las cuales eran necesarias para que se lograrán las redes eléctricas que actualmente existen, cuyas redes son indispensables para la electrificación de residencias, viviendas, comercios, así como también de grandes industrias.

Sin embargo dichas redes necesitan el mantenimiento adecuado, para lo cual se necesita aplicar el uso de diferentes instrumentos de medición eléctrica que se presentarán más adelante.

¿Qué son los instrumentos de medición eléctrica?

Un instrumento de medición eléctrica no es más que un dispositivo eléctrico que también puede ser electrónico, dependiendo de su operación, y que se utiliza para medir propiamente las variables eléctricas que resulten de interés.

Entre las diferentes variables eléctricas que existen podemos tener, el voltaje, la corriente, la resistencia, entres otras más que también se pueden nombrar pero que se explicarán más adelante de una manera más detallada.

Sin embargo, las variables de medición principales son el voltaje, la corriente y la resistencia, dependiendo del tipo de instrumentos que se esté empleando se podrá medir una o más de una de ellas junto con otros tipos más de características que se pueden presentar en una señal eléctrica.

Tipos de instrumentos de medición eléctrica

Entre los diferentes instrumentos de medición eléctrica tenemos dos grandes grupos.

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1) Instrumentos de medición eléctrica analógicos

Entre los diferentes instrumentos de medición eléctrica analógicos tenemos:

Amperímetro

El amperímetro es un instrumento que se utiliza para medir la corriente, lo que ocurre con el amperímetro analógico es que el mismo dispone de una aguja, la cual indica continuamente los valores correspondientes en una escala específica, en la siguiente figura se encuentra un amperímetro analógico.

En la figura anterior podemos observar tres tipos de amperímetros, de la misma manera se puede notar que los tres son analógicos, no obstante, es importante darse cuenta que los amperímetros mostrados anteriormente cuentan cada uno de ellos con una escala de medición diferente.

Si se observa detalladamente la figura anterior, se notará desde la izquierda hacia la derecha que las escalas correspondientes a los amperímetros son microamperio, miliamperio y amperio propiamente, además también se notará que los dos primeros son amperímetros analógicos para medir corriente directa y el último para medir corriente alterna.

Es decir, que dependiendo de las magnitudes de la corriente que se desee medir se tendrá que utilizar un amperímetro respectivo a esa escala de medición y además tomar en cuenta si es continua o alterna.

• Advertencia

Es importante tomar en cuenta que no se deben utilizar amperímetros para medir corrientes que tengan una magnitud mayor a la de la escala del amperímetro.

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Sin embargo, las bajas prestaciones que tiene el amperímetro analógico lo han puesto en desuso frente al amperímetro digital, debido a que en el primero, no se puede guardar información, calcular o manejar la variable eléctrica de una forma precisa en comparación con el segundo (digital o electrónico) que si se puede hacer de una forma más exacta.

Voltímetro

En este caso, tenemos al voltímetro, que está considerado dentro de los instrumentos de medición eléctrica para medir el voltaje, lo hace continuamente a través de una aguja, el mismo se coloca en paralelo con el elemento al cual se le desea conocer el voltaje, en la siguiente figura se puede observar al voltímetro.

En la figura anterior tenemos al voltímetro analógico para medir voltaje AC tal y como lo indica en su panel de lectura como “AC VOLTS”, que se refiere al voltaje alterno, de la misma manera la escala que presenta es Voltios propiamente sin ningún prefijo específico, por lo que se puede utilizar para medir voltajes de los 0 V hasta los 150 V en voltaje alterno.

• Nota importante 

Para los instrumentos analógicos como se ha visto anteriormente, hacen uso de una aguja para hacer una medición continua de la variable en cuestión, la cual puede ser corriente o voltaje, o cualquier otra variable eléctrica como la resistencia que sea importante medir para el momento, por lo que se proseguirá a mencionar directamente a los instrumentos de medición eléctrica digitales.

2) Instrumentos de medición eléctrica digitales

Entre los diferentes instrumentos de medición eléctrica digitales se encuentran los siguientes:

Amperímetro

Tal y como se mencionó anteriormente el amperímetro es un instrumento de medición eléctrica que se utiliza para medir la corriente eléctrica que pasa por un conductor la cual puede ser continua o alterna, en la siguiente figura se puede observar el mismo instrumento en formato digital.

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En la imagen anterior se puede notar lo que también llaman pinza amperimétrica, por la forma de pinza que tienen los extremos de color rojo tal y como se indica en la figura, además de esto una de las ventajas que tiene el amperímetro digital o pinza amperímetrica es que dispone de una perilla, la cual se puede rotar para ajustar la escala según la magnitud de la corriente que se desee medir.

Voltímetro

Para el voltímetro digital tenemos un instrumento de medición eléctrica que puede medir el voltaje de forma bastante precisa, se hace conectando el mismo con unos conductores especiales que trae el mismo de manera que el voltímetro y el elemento a medir el voltaje estén en paralelo, en la siguiente figura se puede observar un voltímetro digital.

Como se puede observar anteriormente se tiene un voltímetro digital en este caso que puede medir voltaje alterno de forma precisa gracias a que dispone de cuatro dígitos para hacerlo, entre los cuales 3 dígitos se utilizan para definir a la parte entera y 1 dígito para indicar una parte decimal, lo cual lo hace tener una buena apreciación.

• Ventaja del voltímetro digital frente al voltímetro analógico

El voltímetro analógico y el voltímetro digital, ambos miden voltaje, bien sea, un voltaje continuo o un voltaje alterno, la ventaja del voltímetro digital radica en la facilidad en cuanto a la obtención de la lectura.

Por ejemplo para un voltímetro analógico es necesario obtener la lectura del voltaje a través de la aguja que indica su magnitud en la escala, lo cual produce un error agregado debido a que la forma en que el operario observe a la aguja del voltímetro puede afectar a la lectura, además de que las escalas no suelen contar con una gran precisión.

Por el contrario, en los voltímetros digitales, se elimina el error de paralaje, gracias a que el mismo presenta la lectura inequívocamente en formato digital a través de un cierto número de dígitos que dependerá del tipo de voltímetro del que se esté hablando en cuestión, por ejemplo en el caso mostrado anteriormente para un voltímetro digital tenemos que la lectura se muestra con un formato de cuatro dígitos.

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El error en este caso se debería a las fallas que pueden presentar los dispositivos electrónicos utilizados en el instrumento, lo cual a medida que avanza la tecnología se elimina, gracias al desarrollo y las nuevas innovaciones que se crean.

Multímetro

El multímetro es uno de los instrumentos de medición eléctrica que resulta bastante benéfico para la determinación de diferentes variables eléctricas, entre las cuales pueden estar, la corriente, el voltaje, la resistencia, entre otras, en la siguiente figura se puede observar un multímetro.

Como se puede observar anteriormente el multímetro es uno de los instrumentos más completos para la medición de variables eléctricas, ya que no solo puede medir corriente y voltaje como lo harían el amperímetro y el voltímetro respectivamente sino que además lo puede hacer en las dos versiones de estas magnitudes físicas.

Es decir, que puede tomar lecturas de variables alternas y variables continuas, además de esto, también puede medir la resistencia como lo hace un ohmímetro, incluso se puede verificar la correcta operación de un LED con el mismo, verificar la continuidad de los conductores y medir la corriente.

Junto con todas las ventajas nombradas anteriormente se le suma el rango de escala que se puede cambiar dentro de cada magnitud según sea continua o alterna

En la figura anterior se puede observar que el voltaje continuo se puede medir desde los 200 mV (DC) hasta los 1000 V (DC) y que el voltaje alterno se puede medir con escalas que van desde los 200 V (AC) a los 750 V (AC).

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Sin embargo el multímetro mostrado anteriormente no puede medir la corriente alterna, pero si la corriente continua desde los 2000 µA (DC) hasta los 10 A (DC), también puede medir resistencias haciendo las veces de ohmímetro desde los 200 Ω hasta los 2000 kΩ.

Osciloscopio

El osciloscopio es un instrumento digital que puede decirse que también es bastante electrónico debido a su alta complejidad en cuanto a la configuración del dispositivo, es un dispositivo bastante útil para realizar tareas específicas en aplicaciones de circuitos eléctricos y de comunicaciones, en la siguiente imagen se puede observar un osciloscopio.

Como se puede notar en la figura anterior el osciloscopio dispone de una pantalla en la cual se puede observar la gráfica de una señal eléctrica a lo largo del tiempo que se toma de un circuito eléctrico específico.

En el mismo se puede observar por ejemplo la forma gráfica de un voltaje independientemente de si este es continuo o alterno.

Si el voltaje es continuo lo que se verá es una línea horizontal en la pantalla, lo cual indicará que el voltaje no cambia a lo largo del tiempo, pero si se está midiendo un voltaje alterno, entonces lo que se verá en la pantalla será la gráfica de la señal en particular que se esté obteniendo para el momento.

Ya que en en el eje horizontal se encuentra el tiempo y en el eje vertical la magnitud en cuestión de la señal eléctrica a medir.

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Además de esto el osciloscopio también cuenta con perillas para ajustar las escalas de medida tanto en el tiempo como en la magnitud a medir, así como también se puede ajustar la referencia de tierra para la cual se considerará magnitud igual a cero.

Analizador de espectro

El analizador de espectro es un equipo sofisticado que entra dentro de los instrumentos de medición eléctrica en el área digital debido a que es un dispositivo que hace un gran uso de circuitos electrónicos, en la siguiente imagen se puede notar uno de ellos.

En la figura anterior se puede notar que el analizador de espectro es similar a un osciloscopio, de todos modos la configuración de un analizador de espectro es diferente ya que el mismo se encarga de captar los diferentes componentes espectrales de una onda, la cual se percibe por medio de la entrada adecuada que dispone el analizador.

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Es decir, si se está tratando de una onda electromagnética, las mismas necesitan ser captadas a través de una antena, lo que quiere decir que cada onda según su naturaleza debe ser convertida con un transductor adecuado para que el analizador la pueda recibir, bien sea mecánica, acústica o la que fuese.

Monitores de energía

Los monitores de energía son instrumentos de medición eléctrica instantánea, es decir, que puede capturar el valor exacto de una variable específica en un momento dado, bien sea, voltaje o corriente, en un momento determinado, en la siguiente imagen se muestra un monitor de energía.

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Se utilizan en los circuitos trifásicos, es decir, aquellos circuitos que se componen de tres fases, y los mismos pueden determinar las corrientes y voltajes de fase instantáneo, así como los voltajes de línea.

Además de lo anterior se puede determinar la frecuencia y el factor de potencia que es de gran importancia para verificar que el circuito esté operando con su mejor eficiencia.

Términos importantes

A continuación se presenta una serie de términos que son de gran importancia tener para poder utilizar un instrumento de medición eléctrica correctamente.

Corriente

La corriente es una de las variables eléctricas que resultan de interés medir a través de distintos instrumentos, la misma puede ubicarse en dos casos:

• Corriente continua

La corriente continua es aquella que fluye en un solo sentido, es decir, no cambia de dirección, y su magnitud determina la cantidad de amperios que está ligada a la cantidad de electrones que fluyen por un conductor en específico en esa dirección.

• Corriente alterna

La corriente alterna es aquella que cambia de dirección a medida que fluye en un conductor, es decir, que cambia de sentido, de la misma manera está relacionada con la cantidad de electrones que atraviesan la sección transversal de un conductor.

Voltaje

El voltaje se refiere a la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un circuito, por ejemplo el voltaje estándar en algunos países es de 220 V mientras que en otros es de 110 V, este es el voltaje que existe en las tomas eléctricas del circuito de una casa, es decir, entre dos puntos que presenta la toma.

Resistencia

La resistencia de un material se refiere a la capacidad que tiene dicho material para oponerse al paso de la corriente, por lo que a mayor resistencia mayor será el voltaje necesario para poder lograr la misma cantidad de corriente.

Es importante mencionar que la resistencia en DC es distinta a la resistencia en AC.

Capacitancia

La capacitancia se refiere a la capacidad que tienen un dispositivo eléctrico en particular para almacenar una cierta cantidad de carga.

Conclusión

Los instrumentos de medición eléctrica se utilizan para medir ciertas variables que resultan de interés en circuitos específicos, tales variables pueden ser, la corriente, el voltaje, la resistencia, la capacitancia.

Además de esto existen instrumentos eléctricos que sirven para combinar las propiedades de varios instrumentos en uno solo como el multímetro y el osciloscopio que es un instrumento altamente usado para observar el comportamiento en forma gráfica de ciertas señales eléctricas.

También se tienen los analizadores de espectro para medir los componentes de una onda independientemente de su naturaleza y los monitores de energía que se encargan de medir diferentes variables eléctricas de forma instantánea, así como su factor de potencia lo cual es imprescindible para la mejor eficiencia del circuito.