Date post: | 12-Feb-2017 |
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MedicionesElectricasBasicas
Uso de Herramientas
Manuales de prueba electronicas
(multimetro)
Ing.Alfredo Ramón Maya Rojas
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IHCSATemario
Entender las especificaciones tecnicas y el funcionamiento de las terminales con seguridad
Entender las funciones basicas y accesorios en mediciones
Aprender como efectuar los cambios en el multimetro digital (DMM por sus siglas en Ingles) para seleccionar correctamente la funcion y rango para obtener la medicion
Aprender a medir la variedad de los parametros electricos y probar componentes electricos
Determinar apropiadamente las herramientas de medicion de una manera precisa y con seguridad
Entender las diferencias entre respuesta promedio y valores verdaderos-rms en cargas de comportamiento no lineal
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IHCSAMultimetro Digital
Temario
• Una vision del multimetro digital DMM
• Seguridad en el uso del Multimetro
• Especificaciones del Multimetro
• Mediciones• Ley de Ohm : mediciones volts, amps, ohms mediciones
• Funciones Especiales: Min/Max, Pico sostenido
• Voltage: Comportamiento con una entrada de impedancia Alta
• Corriente:usando las terminales
• Resistencia: DMM voltage de origen y multiples
• Componentes de prueba: diodos,terminales
• Medicion de temperatura
• Cargas no lineales• Valores verdaderos tipo rms contra valores promedios
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IHCSAPartes del multimetro digital
• Simbolos de panel frontal
• Inspeccion de seguridad de terminal:
• Alambres terminales de prueba
• Inspeccion visual
• Proteccion de Entrada de corrientes Amps : Fusibles
• Volts/Ω entradas: proteccion de sobrecarga
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IHCSA
• Volts / Ω / entradasComo proteger esta entrada?
• Amps, mA, mA entradasComo proteger esta entrada?
• CAT IV – Rango de seguridad
• Rango: selector manual
• botonSegunda funcion
• Boton
funcion sostenido
Caracteristicas de Panel Frontal
HOLD
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IHCSA
Viendo el regreso de la medicion:
• Seguridad
• Rangos de FusiblesComo especificar los fusibles?
• Certificaciones
• Bateria
Checando el regreso...
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IHCSA
Significado de simbolos
V V dc
V V ac
mV Millivolts (.001 V or 1/1,000 V)
A Amps
mA Milliamps (.001 A or 1/1000 A)
µA MicroA (.000001 A or 1/1,000,000 A)
Ω Resistencia (Ohms)
k Ω, M Ω Kilo-ohms, megohms
)))) beep Continuidad
Simbolos de Panel frontal
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Significado de simbolos
Capacitancia (uF: microfarads, (nF: nanofarads)
Prueba de Diodo
Hz Hertz frecuencia(ciclos/sec)
dB Decibeles (nivel de ruido)
Rango Medicion de rango manual
Sostener toque sostener/Autosostener – establecer lectura
MIN MAX subiendo, bajando lecturas
Peligro niveles de voltajes
Precaucion: ver manual
Simbolos de Panel frontal
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IHCSA
Pantalla de lectura estable
• Dar vuelta al dial para Vcd
• Presionar boton sostenido
• Tomar la medicion
• Quitar las probetas
• Presionar boton sostenido nuevamente ,y la lectura esta en Automatico
• Dar vuelta al dial para medir ΩPresionar sostenidoMedir la resistencia quitar las probetas Medir la segunda resistencia
Boton sostenido
Automatico / cambio
(segunda funcion)
Boton de sostenido actualiza automaticamente
Boton sostenido procedimiento
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IHCSA
RESUMEN
• Que hemos aprendido?:
• Significado de los simbolos del panel frontal
• Revision del panel de seguridad trasero y otras funciones
• funciones Sostenido y Autosostenido -- y como trabajar con ellas
Multimetro Digital
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IHCSA
• Prueba de cables y probetas
• Fusibles
• Proteccion de sobrecarga
• IEC 61010 estandard
Seguridad del Multimetro
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IHCSAInspeccion de seguridad
Prueba de cables y probetasChecar la resistencia de cables:
paso 1: Insertar los cables en V/ y COM (entradas)paso 2: Seleccionar , tocar las puntas de la probeta ; si estan en rango debe estar 0.1 - 0.5 como checar individualmente ?
Checar visualmente para:
• Nueva categoria (CAT III-1000 V or 600 V CAT IV recomendado)
• Doble aislamiento
• Conectores cubiertas, guardas para dedos
• Aislamiento no derretible, cortable, rompible, etc..
• Los conectores no deben ser dañados
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IHCSA
Las entradas de corriente necesitan fusibles
• En un circuito de potencia, use el accesorio tenaza para corriente o unicamente el accesorio teneza de medicion
• En baja energia checar, 10 A ò menor, en circuito abierto:
• Medir en serie (la corriente es la misma en un circuito en serie). La resistencias del circuito deben ser pequeñas para que tengan un minimo efecto en la corriente. Si esta tiene baja impedancia en la entrada requiere de fusible de proteccion .
precaucion!!! No lleve las puntas
en mA o A en las entradas (jacks) y despues de tomar
mediciones de voltaje
A, mA/uA entradas
Comun
Circuito de ampermetro dentro del Multimetro Digital
Inspeccion de seguridad
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IHCSA
Checando los fusibles en el medidor
paso 1: Insertar la punta en la entrada V/ Seleccionar
paso 2: Insertar la probeta en la entrada mA y leer el valor
paso 3: Insertar la probeta en la entrada A y leer la lectura
El fusible esta bien ?
Que podra decir cuando esta
abierto?
Inspeccion de seguridad
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IHCSAInspeccion de seguridad
Que hacer hacer para la proteccion para medir ohms ?
Alta impedancia entradaVolts/
• Las mediciones en Volts necesitan un circuito de alta impedancia
• La medicion de Voltaje se efectua en paralelo el Voltaje es el mismo a traves de la rama en paralelo
• Los circuitos en paralelo dividen la corriente: Rama de alta impedancia = menor corrienteRama de baja impedancia = mayor corriente
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IHCSA
Proteccion de sobrecarga en entradas de voltaje
Con las terminales en V/ y entrada COM :
paso 1: Seleccionar V y colocar la probeta en la salida viva .
No sufrira daño si se sigue......
paso 2: Seleccionar mV
paso 3: Seleccionar
paso 4: Seleccionar A.
la proteccion de sobrecarga es unicamente en el rango de
voltaje del multimetro.
Inspeccion de seguridad
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IHCSA
Multimetros comunes / probadores peligrosos
• Arco transcendente (uso iluminacion, interruptor de carga )
Proteccion: Independientemente de la certificacion
principalmente CAT III-1000 V o
CAT IV 600 V
• Contacto temporal de Voltage en continuidad o resistencia
Proteccion: proteccion de sobrecarga en ohms arriba de la medicion en
rangos de voltaje
Midiendo voltaje con puntas de prueba en mordazas de corriente
Proteccion: fusibles de alta energia para medicion de rangos de voltaje
Usar medidores / probadores sin mordazas de corriente
• choque por contacto accidental con componentes vivos
Proteccion: probar puntas doble aislamiento, aislado /amortiguado,
guardas para dedos, CAT III – 1000 V. Reemplazar cuando
sufran daño.
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IHCSA
Resumen
Que hemos aprendido :
• Como checar los cables en buen estado
• Porque las entradas de corriente necesitan proteccion de fusibles
• baja impedancia de entrada en un circuito
• Como checar fusibles abiertos en el medidor
• Funcion proteccion de sobrecarga en entradas V/
Multimetros
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IHCSA
ElectricaElectronica
Especificaciones Multimetro
• Pantalla
• Presicion
• Rango y resolucion
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IHCSAFormulas de potencia eléctrica
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IHCSAEntendiendo la pantalla
Pantalla especificada como digitos o como contador
• Digitos: 3 1/2, 4 1/2, etc.......
• Ejemplo: 3 1/2: iniciando del menor digito significante , 3 “completo” digitos de 0-9, 1 “medio” digito a menor valor que 9. Ex: 1999
• Lo cual puede confundir: Como especificar 3999?
• Contador: 6000 5000 4000 3200 etc.......
• 4000 pantalla como contador de 0-3999
• 3200 pantalla leyendo como contador de 0-3199
• Manual: 6000 pantalla de conteo
• Seleccionar V, para medir bateria.
5000 contador
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IHCSA
La precision es especificada en porcentaje
• Certeza cuando con un instrumento comienza a medir un valor verdadero; error maximo permitido
• Porcentaje de lectura (multimetros digitales) contra porcentaje de escala o rango (multimetros analogicos): Ejemplo: 1 % escala contra 1 % lectura% escala: Si la escala o rango es 1000 V,para una presicion del 1 % esto es igual a +/- 10 V. 120 V pueden leerse como = 110-130 V% lectura: 1 % presicion a120 V pueden leerse como = 118.8-121.2 V
• Ultimo digito significante inestable:Ejemplo: Presicion especificada = +/-(1 % +2)lectura de 200.0 mV= 197.8 - 202.2 mV
Entendiendo la precision de pantalla
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IHCSA
Rango y resolucion• Resolucion es la medida , mas pequeña que se puede medir con el instrumento
• conforme el rango incrementa, la resolucion decrementa:multimetro tipo 179 para Vca y acertando en el boton de rango
(Autodesaparece ):
Rango: Resolucion:600.0 mV .1 mV (=1/10 mV)6.000 V .001 V (=1 mV)60.00 V .01 V (=10 mV)600.0 V 0.1 V (=100 mV)1000 V 1 V (=1000 mV)
(para salir del rango Manual , presionar el boton rango por 2 segundos)
• Para una maxima resolucion, elegir el rango mas bajo posible.
Entendiendo la precision de pantalla
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IHCSA
Resumen
• Que es lo que hemos aprendido:
• Especificaciones de pantalla:
Digitos ò contadores
• Especificaciones de presicion :
Porcentaje de rango o porcentaje de lectura
• Especificaciones de Rango y resolucion
Bajo rango, alta resolucion (e.g.: 400.0 mV)
Alta rango, baja resolucion (e.g.: 400.0 V)
Especificaciones Multimetro
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IHCSAMediciones con multimetro
Mediciones basicas: Ley de Ohm
Funciones especiales: Min/Max
Como medir voltaje: Entendiendo una
impedancia de entrada
Como medir valor resistencia: No con otro voltaje
Como medir corriente : Usando tenazas y
accesorios
Probando componentes: Capacitores, diodos,
LED
Como medir la temperatura
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IHCSALey de Ohm (V=IR);
• Voltaje de bateria: V =
• Resistencia: R =
• Calcular la corriente:
I Calculada = V / R =
• Medicion de corriente: creado a traves de un circuito en serie con una resistenica y una bateria ;a partir de poder medir la corriente (usar la entrada mA ):
I Medida =
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IHCSA
rapido MN MX
Funciones especiales
Multimetro : Min/Max/promedio
• Capturas: (>100 ms)
• Multimetro tipo 179: oprimir el boton MIN MAX . (Medir los ( beeps) con cada nuevo MIN ò MAX)
• Dar vuelta a traves de Max, Min y pantallas de promedio, empejando el boton MIN MAX
• El valor de voltaje grabado en un motor
El cual es encendido
MINMAX
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IHCSAComo medir voltaje
Midiendo la impedancia de entrada volt /
paso 1:
Medidor 1 (179): Seleccionar ohms
Medidor 2: Seleccionar Vcd
Usar el medidor 1 para medirla impedancia de entrada del
medidor 2.
Medidor 2 entrada Z = ______Ω
paso 2: procedimiento en reversa
Medidor 1 seleccionar Vcd, medidor 2 seleccionar ohms:
Medidor 1 entrada Z = ______Ω
Medidor 1 Medidor 2
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IHCSA
Ventajas de una alta impedancia de entrada Z
• Ejercicio: bateria con papel engomado
• paso 1: Construir una bateria con papel, humedo (tarjeta) y una moneda de cobre (no sobreponer la moneda en el papel )
• Paso 2: Seleccionar mV-dc y medir el voltaje
Como medir voltaje
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IHCSA
Demonstrando voltajes “fantasmas”
• Colocar el medidor a Hz. Poner las terminales en paralelo a las lineas de potencia. Que es lo que lee la pantalla?
• Voltaje desde terminal caliente hacia capacidadde la tierra acoplada:
• Efecto de tierra flotante:
Como medir voltaje
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IHCSA
• El medidor suministra voltaje hacia el circuito
• La presencia de un voltaje externo en el circuito comienza a medir las causas de la lectura del circuito y puede dañar el medidor si no cuenta con la proteccion de sobrecarga.
• Como trabaja: se mide V1 a traves de la resistencia R1 esto es comparado con la medicion V2 a traves de una resistencia desconocida Rx
Como medir resistencia
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IHCSA
Voltaje en un circuito abierto
• Para medir un “voltaje en un circuito abierto” del medidor cuando esta en modo de ohms
Medidor 1: V (cd) modoMedidor 2: modo
V salida (medidor 2) =
Procedimento Inverso.V salida (medidor 1) =
• Ahora conectar ambos medidores en modo a travez de un resistor conocido
• Ambos medidores son fuentes de voltaje.
Que es la que esta leyendo?
Como medir resistencia
Medidor 1 Medidor 2
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IHCSA
Tenazas para medir corriente ;accesorios
• En los circuitos potencia, las tenazas que son usadas para medir corriente
Existen dos tipos de tenazas: para c.a ò ca/cd
(Tenazas que tienen conectores BNC : CA o CA/CD ambas salidas mV )
CA CA/CD
Señal de salida Corriente Voltaje
factor de escala1 miliAmp
por Amp
1 miliVolt
por Amp
Sensor TransformadorDe corriente
Efecto Hall
Bateria No Si
Como medir corriente
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IHCSA
CA Tenaza para corriente;accesorios
• Tipo transformador de corriente (CT) estilo mas usado para ca:
• Las tenazas CT tienen buen aislamiento al ruido electrico: son recomendadas para uso con variadores de velocidad y otros ambientes ruidosos
• Como usar: usar las entradas A
• Usar los tipo CT con una relacion devueltas 1:1000 1 A en primario (el circuit puede empezar a medir) =1 mA en secundario (entrada de señal al multimetro)
• Conectar las probetas hacia los (jacks) de corriente del multimetro
• Seleccionar la funcion mA en el multimetro 179
• Las mediciones de -rms requieren de un medidor
Especializado para valores rms.
Como medir corriente
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IHCSA
CA/CD Tenazas de corriente ; accesorios• CA/CD tenazas: usar las entradas V del multimetro
• Usar la tecnologia de efecto Hall: requiere baterias en la tenaza
• 1 mV por amp
• Seleccionar Vcd ò mVcd para medir corriente cd
• Seleccionar Vca para medir corriente ca
• Para medir ca+cd usar la siguiente formula:
• V total = Vca ² + Vcd²
• Ejemplo: Vca = 5 V, Vcd = 5 V, pero V total = 10 V
V total = 5² + 5² = 25 + 25 = 50 = 7.07 V
• La medicion de valores _rms (de corriente ca) require de un medidor especial para valores rms
Como medir corriente
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IHCSA
Medir la corriente de carga y arranque
Conectar la tenaza de corriente ca en el medidor:
: usar la entrada mA
Recordando: 1 mA = 1 A
• Seleccionar la funcion mA
• Seleccionar auto rango y conectar hacia la entrada de mA y comun
• Medir la corriente de arranque:
• Seleccionar MIN MAX
Como medir corriente
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IHCSA
Mediciones en una fase
• Midiendo la corriente de carga: medir el conductor caliente
• Checando la accion de los neutros
• Medir con carga encendido y apagado: la corriente en neutral con carga apagada indica asociacion N
• Si la corriente neutral >corriente viva (hot current), indica asociacion N
• Corriente de Tierra (aterrizada):
• Medir conductor vivo y neutral por separado.
• Diferenciar si es escape de corriente. Imaginar que no estan asociados los neutros.
Como medir corriente
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IHCSA
Mediciones con tres fases (trifasicas)
• desbalance de corrientes decarga en un motor :
% desbalance de corriente = Desviacion de la precision
Presicion Max (tres fases)
Ejemplo: A = 50 A, B = 30 A, C = 40 A
Presicion = (50 + 30 + 40) / 3 = 40 AMax desviacion = 10 A
(10 / 40) x 100 = 25 % desbalance
Los Motores toman y no deben exceder entre 15 % - 25 % de la corriente de desbalance
• Las corrientes Neutrales hacia el tablero de control:
• La corriente Fundamental N es causada por la distribucion desigual de las cargas monofasicas (1 fase) entre las cargas trifasicas (3 fases)
• La 3ra corriente armonica N de las cargas monofasicas no lineales la 3ra corriente armonica se aditiva en neutral Es decir se suma.
x 100
Como medir corriente
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Accesorios para medir temperatura• Funcion de temperatura integrada
• Usar los termocople tipo K probetas (no requieren adaptador)
• No-contacto: Probeta infrarroja
• Esta puede medir lineas vivas electricas ò partes en movimiento
• 1 mV cd por ºF ò ºC
• 4:1 distancia-objetivo relacion: 4” lejos 1” en circulo
• Bateria interna 9 V (10 min. Autoapagado ahorro de energia)
• Contacto: modulo Termocople
• Usar funcion mV cd (requiere entrada de impedancia Z de
• 10 M )
• Adaptador para thermocople probeta tipo K
• Interruptor para seleccionar ºF o ºC
• Bateria Interna 9 V
Como medir temperatura
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Accesorios para medir Temperatura
• Termocople tipo K probeta de temperatura
• Mini-conectores adaptador tipo plug
• Diferentes probetas para hacer mediciones especiales:
• Liquidos gels
• Aire y gases
• Comida
• Surperficies incluyendo rodillos calientes y platinas
• Tuberias (probeta diseñada para medir en la tuberia)
Como medir temperatura
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TemperaturaOC/OF
El multimetro tiene funciones de medicion de temperatura
Adaptar las probetas tipo K termocoples
Remover la funcion de medicion de voltaje
MIN MAX indicadores.
• Seleccionar TEMP (C/F)
• Seleccionar MIN MAX.
• Medir (Max)caliente
y frio (Min).
Temperatura funcion
Como medir temperatura
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Capacitores• Los Capacitores almacenan carga electrica
• Precaucion !
• Antes de medir un capacitor , se debe desconectar el circuito de la fuente de potencia y cerciorarse de que este se encuentra descargado UsarVcd para probar si el capacitor esta descargado(= 0 V).
• La pantalla del multimetro muestra“disc”cuando esta descargado un capacitor.
• Como trabaja :
• Para medir las cargas en el capacitor con pleno conocimiento de la corriente en determinado periodo de tiempo, mide el voltaje resultante (arriba de1.2 V) y lo calcula en farads.
Como medir componentes
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Capacitores
• Multimetro :
• Seleccionar el dial para Capacitancia
• Presionar el boton amarillo para seleccionar
Con las probetas en los zocalos / para voltaje,
efectuar la medicion
• Nota importante:
• 1.0 µF (microfarads) = 1000 nF (nanofarads)
• 0.1 µF = 100 nF
Como medir componentes
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Diodos
Diodos dar vuelta ca a cd.
• Un buen diodo de silicon tiene una caida de voltaje 0.5-0.7 V cuando este tiene la tendencia de (conduccion).Y marca abierto cuando la tendencia es en reversa.
• Para probar un diodo, el multimetro forza la corriente a traves del diodo en la tendencia en conducion y mide la caida de voltaje a traves del diodo.
Como medir componentes
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• Conduccion = ____ V
Terminal roja anodo
Terminal negra catodo
• Inversa no conduccion= ____ V
Terminal roja anodo
Terminal negra catodo
• En corto: 0 en ambas direcciones
• Abierto: OL en ambas direcciones
Diodos
Como medir componentes
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Diodes
• Diodo en conduccion = ____V
(terminal roja) + ---- P / N ---- - (terminal negra)
• Diodo en inversa = ____V
(negro) - ---- P / N ---- + (rojo)
• LED en conduccion = ____V
(Rojo) + ----- P/N/P/N/P/N ----- - (Negro)
• Transistor: terminales en la base
(Negro) - ----- N / P / N ----- - (negro)
+
(Rojo)
Como medir componentes
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Resumen
Que hemos aprendido
• Aplicacion de la ley de Ohm es correcta.
• Funciones MIN MAX
• Mediciones de Voltaje :arriba y abajo en entradas de alta impedancia
• Resistencia:el multimetro como fuente de voltaje
• Curriente: Capturando la corriente de arranque
• Uso de accesorios de temperatura
• Componentes: checar capacitores y diodos.
Como medir componentes
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• verdadero-rms contra precision-sensado
• Factor de Cresta
mediciones como cargas no lineales
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Como hacer precisa la medicion?
• Cuando se usa como medidor sensado-promedio y se requiere medir valor verdadero-rms ?
• estar seguros de estar midiendo un valor senoidal o a veces una onda senoidal ideal ?
Valor verdadero rms
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La potencia consumida en R1 es la misma para
ambas ca y cd.
la fuente si Vcarms es equivalente a Vcd.
Que es “rms” principalmente
• Rms raiz media cuadrada ò valor efectivo calorifico esta caracteristica es voltaje ca ò forma de corriente.
• Rms es el equivalente cd valor efectivo calorifico de una forma senoidal de ca .
Valor verdadero rms
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La presicion en el sensado trabaja como una onda perfecta sinusoidal
• El promedio en el sensado se mide asumiendo que no hay distorsion en la onda sinosoidal y se puede calcular con la siguiente formula:
valor Rms = 1.11 X valor promedio
valor promedio
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Que es una forma no sinusoidal ?
• Para esta onda de corriente, el valor efectivo ò valor verdadero rms = 1.85 x valor de promedio
• En la medicion de sensado promedio el medidor se puede leeer (1.11 x promedio) podria ser 40 % o mas bajo
valor promedio
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Que causa las formas de ondas no sinusoidales?
La distorsion de forma de onda es causada por cargas no lineales, la cual incluye virtualmente con todas las cargas electronicas:
• Interruptores-como fuentes de poder (PC, equipo de oficina)
• Apagadores de luces y balastras electronicas
• Variadores de velocidad (drives) The diode -capacitor input
circuit draws short pulses of
line current during the peak
of the line voltage
Valor promedio
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Valor-rms
Correcto
Correcto
Correcto
Correcto
Promedio
Correcto
10 % alto
40 % bajo
5-30 % bajo
Multimetro
Respuesta para onda senoidal
Respuesta para onda cuadrada
Respuesta para un diodo rectificador
Respuesta para 3 f diodo rectificador
Que pasa si la onda es no sinusoidal?• Los medidores tipicos que miden rms alto para voltaje y bajo para corriente donde esto es la distorsion forma de onda.
• Valor verdadero-rms mide ò empalma la medida de promedio ambas formas de ondas distorsionadas y ondas senoidales
Valor promedio y valor rms
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Que pasa si la onda no es lineal?
Medicion de corriente :• La comparacion de medicion de cargas con
valor -rms y sensado-promedio ver diferencias:
• Carga lineal (secador de cabello/taladro )
• Carga no lineal (Televisor, monitor, PC)
Medicion de voltaje :
• para medir el voltaje usando el valor verdadero-rms y sensado promedio medir por algun periodo de tiempo hacer algunos ajustes .
• Cuando las lecturas estan muy cerradas , que es cuando presentan diferencia?
Valor Promedio y valor rms
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Que es el valor de cresta?
• Factor de cresta = valor pico /valor rms
• Para una onda sinosoidal ideal, FC = 1.414
Factor de cresta
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Que es el factor cresta?
• Para esta forma de corriente, factor de cresta = 2.9
Valor Promedio y valor rms
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F.C. = 1.43 F.C. = 2.39 F.C. = 4.68
El factor de cresta es una indicacion de armonicas
• Para una medicion de corriente y voltaje , el valor de cresta alto,representa una distorsion de onda alto.
• El factor de cresta especifico es importante para hacer precisa la medicion. Esto es unicamente para valores verdaderos-rms. Esto es mas critico para medir corriente tipica con una distorsion armonica la cual es alta tanto para corriente como para voltaje
Factor de cresta
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Resumen
Las minimas especificaciones para sistemas potencia electricos :
• Valor-rms
• Presicion para ambas cargas lineal y no-lineal
• Factor de cresta = 3
• Presicion para formas de corriente con factor de cresta no
excedan de 3
• FC = 3 a un rango maximo; FC= 6 para medio rango
• IEC 61010-1 CAT III-600 V
• Nivel de distribucion: Equipo de distribucion electrico
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Gracias ................
Estamos a sus ordenes para cualquier información adicional y/o
complementaria
Ingeniería Hidroneumática y Capacitación S.A. de C.V.
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