¿Cómo Se Usa Un Voltímetro Analógico Y Digital?: Concepto
El voltímetro es uno de los instrumentos de medición eléctrica que se utilizan para medir el voltaje que existe entre dos puntos de un circuito eléctrico, pueden existir diferentes versiones, los que miden voltaje continuo y los que miden voltaje en alterna, además de esto, dentro de cada grupo (DC y AC) tiene la capacidad de medir voltajes en diferentes escalas.
¿Qué es un voltímetro?
Se encarga de realizar una medición de la tensión eléctrica entre dos puntos de un circuito, desde el punto de vista físico, se puede decir, que el voltímetro es un instrumento que muestra la diferencia de potencial necesaria para poder enviar una cierta cantidad de carga de un punto a otro.
¿Cómo está formado un voltímetro?
Pueden existir dos clases de voltímetros entre los cuales tenemos:
Voltímetros de corriente continua
Son aquellos que se encargan de medir el voltaje entre dos puntos de un circuito donde la corriente que fluye en el mismo es una corriente continua, es decir, aquella que fluye en una sola dirección.
Voltímetros de corriente alterna
Son aquellos que se usan para medir el voltaje entre dos puntos de un circuito donde la corriente que circula a través de ellos es una corriente alterna, es decir, aquella que al fluir cambia de dirección.
Escalas en un voltímetro
Además de lo dicho anteriormente, también disponen de una escala que indica los niveles de voltaje que se pueden medir dentro de cada clase (alterna AC o continua DC).
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Por ejemplo un voltímetro de corriente alterna, puede tener una escala para medir voltaje desde 0 V (AC) hasta 50 V (AC) y otra escala para medir de 0 V (AC) hasta los 250 V (AC), los mismo se puede tener para un voltímetro que opere en corriente continua.
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En el siguiente video se puede observar lo dicho anteriormente en donde se muestra un voltímetro del tipo analógico, que cuenta con diferentes escalas para medir voltaje y además dispone de la medición para voltaje en corriente alterna y voltaje en corriente continua.
Voltímetro analógico
Los voltímetros analógicos son aquellos que hacen la medición gracias a la rotación de una aguja que se mueve de izquierda a derecha mientras está midiendo el voltaje, que se quiere obtener.
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Uno de ellos podría ser el visto anteriormente, sin embargo el mismo representa uno bastante completo, puesto que dispone para realizar la medición de voltaje en corriente alterna (AC) y corriente continua (DC).
También existen voltímetros diseñados solo para medir un tipo de corriente en específico, es decir, los que miden voltaje en alterna y los que lo hacen en continua, en la siguiente imagen se pueden observar dos tipos de voltímetros analógicos.
En la figura anterior tenemos dos voltímetros, cada uno de ellos trabaja con una corriente específica, el de la izquierda trabaja en continua (DC) y mide voltajes que van desde los 0 V hasta los 20 V.
Por el contrario el de la derecha, trabaja en alterna (AC) y puede medir voltaje que estén en el rango de 0 V a 300 V.
Ya se ha dicho que también pueden existir voltímetros analógicos que cuenten con ambas funciones, es decir, pueden trabajar en corriente continua y en corriente alterna, pero además existen otro tipo de voltímetro el cual se mostrará a continuación.
Voltímetro digital
Este tipo de instrumento suele ser más usado, su ventaja frente al voltímetro analógico, es que las lecturas se muestran en un formato digital con un número de dígitos específicos, por lo tanto se está adoptando para tomar las lecturas de voltaje de una forma mucho más sencilla.
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En la figura anterior se puede notar como es la presentación de un voltímetro digital, el cual dispone de cuatro dígitos para medir el voltaje en este caso en corriente alterna, tres dígitos son para definir la parte entera del voltaje y el otro es para expresar la parte decimal y que si se observa detalladamente la figura se podrá notar que está mostrando una lectura de 199.9 V.
Voltímetro-Amperímetro
Además de los voltímetros analógicos y digitales también existen versiones que combinan la medición de dos variables eléctricas, el voltaje y la corriente, en la siguiente imagen se mostrará dicho instrumento.
En la imagen anterior se puede notar un ejemplo de cómo es un Voltímetro-Amperímetro, el mismo mide tanto el voltaje como la corriente en AC, presentando dos lecturas, la del voltaje en la parte superior y la de la corriente en la parte inferior.
¿Cómo se usa un voltímetro?
Primero que nada hay que definir con qué tipo de corriente se va a trabajar, es decir, si se va a operar con corriente alterna, se debe buscar un instrumento para alterna, y si se quiere medir el voltaje en corriente continua, se debe buscar uno para corriente continua.
Además de esto ajustar la escala de medición del voltímetro en el valor correcto que es necesario para realizar la medición.
Es importante que el valor de la magnitud física del voltaje no sea superior a la escala del instrumento ya que podría sufrir daños irreversibles.
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El voltímetro se conecta en paralelo entre dos puntos del circuito donde se desea conocer el voltaje, tensión o diferencia de potencial.
Esquema circuital
En la siguiente figura se puede ver un ejemplo real, en donde se conecta un voltímetro a un circuito.
Como se puede observar el voltímetro que se está utilizando se encuentra encendido, colocado en medición de voltaje alterno, y ubicado en la escala correspondiente para medir la corriente que fluye a través de la lámpara.
La lámpara en el circuito anterior está conectada entre fase y neutro, por lo tanto el cable rojo se conecta en el extremo de la lámpara que corresponde a la fase del circuito y el cable negro del voltímetro se conecta al extremo de la lámpara que corresponde al neutro del circuito, también es importate destacar que en el ejemplo anterior se está utilizando un voltímetro digital.
Símbolo
El símbolo circuital para el voltímetro viene representado por una V encerrada por un círculo tal y como se muestra en la siguiente figura.
En el circuito anterior se puede notar una fuente de tensión constante E en serie con una resistencia Ri y otra resistencia llamada Rc, el voltímetro se encuentra conectado a esta última resistencia.
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Por ser la fuente de tensión constante, la corriente que circula por las resistencias en el circuito será constante y a su vez lo será el voltaje que mide el voltímetro, siendo éste el voltaje de la resistencia Rc.
Es notorio que como la fuente de tensión es constante, el voltímetro que se debe utilizar para realizar la medición de voltaje en este circuito es uno que opere en corriente continua DC.
Ejemplo
A continuación mostraremos un ejemplo acerca de la medición de voltaje en un circuito eléctrico.
- Circuito con fuente de tensión continua
En el siguiente circuito se presenta una fuente de tensión continua en serie con dos resistencias.
Como se puede notar la fuente de tensión es DC y de valor igual a 1 V y las resistencias que están en serie con la misma son de valor 1 kΩ y 4 kΩ, además se tiene que el voltímetro está conectado en paralelo con la resistencia de 1 kΩ, por lo tanto la medición que realiza el instrumento es obtener el voltaje en la resistencia de 1kΩ.
Para determinar teóricamente el voltaje en la resistencia de 1 kΩ se procederá de la siguiente manera:
Primero determinamos la corriente que circula por el circuito.
I = V/R = 1 V / (1 kΩ + 4 kΩ) = 0.2 mA
Por lo tanto se tiene que la corriente que pasa por el circuito es I = 0.2 mA.
Luego con dicha corriente calculamos el voltaje en la resistencia de 1 kΩ.
Vr (1kΩ) = (1 kΩ) * (0.2 mA) = 0.2 V
Es decir, que el voltaje en la resistencia de 1 kΩ es de 0.2 VDC, por lo tanto, la lectura del voltímetro debe ser lo más cercana a este valor obtenido.
Con los cálculos anteriores se espera tener un valor de 0.2 VDC en la resistencia de 1 kΩ, de esta manera, el voltímetro se debe ajustar a una escala que sea lo más apropiada para realizar dicha lectura y es la que cuente con la escala más cercana al valor de voltaje que presenta la resistencia.
Conclusión
El voltímetro es un instrumento que se utiliza para conocer la tensión, voltaje o diferencia de potencial que puede existir entre dos puntos de un circuito, el cual se conecta en paralelo a dichos puntos.
Existen voltímetros analógicos y digitales, los analógicos presentan la lectura de voltaje a través de una aguja que marca dicho valor en una escala correspondiente y los digitales muestran el valor de voltaje en formato digital por lo que resultan mucho más prácticos a la hora de realizar las mediciones.
Los voltímetros se deben colocar en la escala correspondiente dentro del tipo de señal (AC ó DC) que estén midiendo y la escala no debe ser menor a la magnitud del voltaje que se desea conocer.
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