MEDICIONES ELÈCTRICAS Voltímetro
TRANSFORMADOR ES ELECTRICOS
¿…? ANALIZADOR DE ESPECTRO
Líneas de alta tensión Transformadores
de potencia
Ahorra energĂa y ahorraras vida‌
En tus manos
El poder de la electricidad
EN PORTADA El Voltímetro Analizador de espectro Transformadores Eléctricos Líneas de alta tención Transformadores de potencia El osciloscopio
Editora María José Pérez R. C.I.:24577363
El Voltímetro Un voltímetro es un instrumento que se encarga de medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Para poder realizar la medición de potencial con este instrumento, él debe estar paralelo, esto es en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida. Por tal motivo el voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible de manera de que no produzca un consumo apreciable lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión, para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato se consigue la fuerza necesaria para el desplazamiento de la aguja indicadora Entre ellos destacan: .
Entre ellos destacan: Voltímetros electrónicos Voltímetros vectoriales Voltímetros digitales Voltímetros electromecánicos
Voltímetros electrónicos:
Estos voltímetros, añaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada y mayor sensibilidad. Voltímetros digitales Estos voltímetros, dan una indicación numérica de la tensión. Suelen tener prestaciones adicionales como memoria, detección de valor de pico, verdadero valor eficaz, autorrango y otras. Voltímetros electromecánicos Estos voltímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios. Existen modelos para corriente continua y para corriente alterna.
Voltímetros vectoriales Se utilizan con señales de microondas. Además del módulo de la tensión dan una indicación de su fase. Se usa tanto por los especialistas y reparadores de aparatos eléctricos, como por aficionados en el hogar para diversos fines; la tecnología actual ha permitido poner en el mercado versiones económicas y al mismo tiempo precisas para el uso general. Son dispositivos presentes en cualquier casa de ventas
Analizador de espectro Este esquipo de medición es el que permite la visualización en una pantalla de los componentes espectrales que se caracteriza por la distribución de amplitudes para cada frecuencia de un fenómeno ondulatorio que se presentan en las señales de entrada, de esta manera se puede prevenir éstas de cualquier tipo de ondas eléctricas, mecánicas, acústicas, ópticas ó electromagnéticas, pero que deben ser convertidas a eléctricas con el transductor respectivo. Este analizador es especialmente útil para medir la respuesta en frecuencia de equipos
en telecomunicaciones (amplificadores, filtros, acopladores, etc) y para comprobar el espectro radioeléctrico en una zona determinada con la ayuda de una antena.
Existen gran variedad de analizadores de espectros en el mercado, de mayor o menor complejidad, pero todos ellos disponen de unas determinadas funciones y controles básicos: frecuencia, amplitud, vista/taza, filtro de resolución/ promedio, marcador/ búsqueda del pico.
Transductores eléctricos
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Cuando se habla de transductores eléctricos se hace referencia a un dispositivo que forma parte de una cadena de medición capaz de transformar una energía de entrada a una energía diferente de salida, en particular, si la señal a medir es una magnitud eléctrica, el transductor es denominado convertidor de medida. Éstos toman como fuente una señal eléctrica (tensión, corriente, potencia, frecuencia, etc.) y la transforman a otra señal eléctrica de DC proporcional a lo que se quiere medir. los transductores siempre consumen cierta cantidad de energía por lo que la señal medida resulta atenuada. Este instrumento por lo general es utilizado en la agricultura, en industrias, en robótica, en aeronáutica, entre otras ramas. Se han inventado transductores eléctricos para medir prácticamente posición, velocidad, aceleración, fuerza, potencia, presión, razón de flujo, temperatura, intensidad de la luz y humedad.
Líneas de alta tensión Las líneas de alta tensión eléctrica son las que enlazan las diferentes regiones de un país cuya función es intercambiar energía entre las regiones que unen a través de una transferencia de potencia, están líneas son las de mayor tensión, mayor longitud y mayor bloques de potencia dentro de un sistema eléctrico. Utiliza tensiones superiores a los siguientes datos:
En los círculos profesionales se emplea el término "Media Tensión" para referirse a instalaciones con tensiones nominales entre 1 y 36 KV (kilovoltios). Dichas instalaciones son frecuentes en líneas de distribución que finalizan en Centros de Transformación, en donde se reduce la tensión hasta los 230 voltios, dependiendo del uso final que requiera el abonado.
Corriente alterna: Superior a 1000 voltios.
Se argumenta que las líneas de alta tensión afectan el medio ambiente y a la gente que vive cerca de las líneas de transmisión, por la radiación emitida. Por otro lado, dicha contaminación electromagnética permite el ahorro económico a las empresas u organismos de distribución eléctrica de transportar la potencia a una tensión elevada.
Corriente continua: Superior a 1500 voltios. Es necesario elevar la tensión de transporte cuando se va a transportar energía eléctrica a distancias grandes, minimizando las perdidas y maximizando la potencia transportada.
Cuando se habla de un aumento de la tensión automáticamente es relacionado a una disminución de la intensidad que circula por la línea, para poder transportar la misma potencia, y por tanto, las pérdidas por calentamiento de los conductores y por efectos electromagnéticos, es decir que a mayor tensión tenemos menor intensidad y por tal motivo menor perdida de energía, además, de una mayor intensidad requiere de conductores de mayor sección. Las líneas pueden clasificarse en: Líneas de 3ª categoría: Tensión nominal: Superior a 1.000 e igual o inferior a 30.000 voltios. Líneas de 2ª categoría: Tensión nominal: Superior a 30.000 e igual o inferior 66.000 voltios. Líneas de 1ª categoría: Tensión nominal: Superior a/o 66.000 e inferior a 220.000 voltios. Líneas de categoría especial: Tensión nominal: Igual o superior a 220.000 voltios.
Transformadores de potencia El transformador eléctrico permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. El transformado está formado por dos bobinas cuya única conexión que poseen entre si es el flujo magnético común que se establece en el núcleo, el cual generalmente es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico. Cada bobina se denomina como primaria y secundaria, también existen transformadores que tiene tres bobinas, en este caso se le denomina devanado terciario. Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la inducción de un flujo magnético variable en el núcleo de hierro.
Partes 1. El núcleo El núcleo está formado por varias chapas u hojas de metal (generalmente material ferromagnético) que están apiladas una junto a la otra, sin soldar, similar a las hojas de un libro 2. Bobinas Las bobinas son simplemente alambre generalmente de cobre enrollado en las piernas del núcleo. Cambiador de taps El cambiador de taps o derivaciones es un dispositivo generalmente mecánico que puede ser girado manualmente para cambiar la razón de transformación en un transformador, típicamente, son 5 pasos uno de ellos es neutral, los otros alteran la razón en más o menos el 5%. 3. Relé de sobrepresión Es un dispositivo mecánico que nivela el aumento de presión del transformador que pueden hacerlo explotar. Sin embargo existen varios equipos que explotan a pesar de tener este dispositivo. 4. Tablero de control Contiene las conexiones eléctricas para el control, relés de protección eléctrica, señales de control de válvulas de sobrepresión hacia dispositivos de protección.
El osciloscopio Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje THRASHER" o "Cilindro de Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.
En un osciloscopio existen, básicamente, dos tipos de controles que son utilizados como reguladores que ajustan la señal de entrada y permiten, consecuentemente, medir en la pantalla y de esta manera se puede ver la forma de la señal medida por el osciloscopio, esto denominado en forma técnica se puede decir que el osciloscopio sirve para observar la señal que quiera medir. Para medir se lo puede comparar con el plano cartesiano. El primer control regula el eje X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempo (segundos, milisegundos, microsegundos , etc., según la resolución del aparato). El segundo regula el eje Y (vertical) controlando la tensión de entrada
Estas regulaciones determinan el valor de la escala cuadricular que divide la pantalla, permitiendo saber cuánto representa cada cuadrado de ésta para, en consecuencia, conocer el valor de la señal a medir, tanto en tensión como en frecuencia.
Con el osciloscopio se pueden visualizar formas de ondas de señales alternantes, midiendo su voltaje pico a pico, medio y rms. En el anterior dibujo se ve el esquema de bloques de un osciloscopio de tipo básico. Según se observa en este dibujo, los circuitos fundamentales son los siguientes:
Atenuador de entrada vertical Amplificador de vertical Etapa de deflexión vertical Amplificador de la muestra de disparo (trigger) Selector del modo de disparo (interior o exterior) Amplificador del impulso de disparo Base de tiempos Amplificador del impulso de borrado Etapa de deflexión horizontal Tubo de rayos catódicos Circuito de alimentación.
A
E
G
W
T
H
F
O
H T F M D D E
M S D E A G B
Y B T D M H O
R S I I M S B
D S E C U A I
S N R I N U N
E N E O G I A
K F A N O I E
ENERGIA BOBINA MEDICION
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