Instrumentos Para La Medicion De Corriente Alterna

El comportamiento de los instrumentos de corriente alterna frente a las ondas no senoidales es de particular importancia, por cuanto tales instrumentos están casi invariablemente calibrados en valores eficaces de corriente y a partir de ondas senoidales.


- DESARROLLO


Los intrumentos de hierro móvil, dinamométricos y de termocupla, proporcionan indicaciones que sonproporcionales al cuadrado del valor eficaz de la onda de corriente que los recorre. En consecuencia, si una onda consta de componentes de diferentes frecuencias y magnitudes eficaces I1, I2, I3, etc, estos instrumentos de ley cuadrática darán la misma indicación que daría en presencia de una onda senoidal que tuviera un valor eficaz de:





La sustitución de valores en esta fórmula evidenciaque la presencia de un 20% de armónicas aumenta la lectura en un 2%. La indicación del instrumento de ley cuadrática, por lo demás, no se ve afectada por las posiciones relativas de fase de las distintas armónicas.

Los instrumentos rectificadores y electrónicos se utilizan de ordinario de modo que no siguen la ley cuadrática, las particularidades de tal funcionamiento se discuten acontinuación.

Es así, que la mayoría de los instrumentos de CA sólo miden el verdadero valor eficaz de una señal cuando la misma es una sinusoide perfecta.

Para el técnico que hace la medición, el problema es reconocer que cantidad es la que realmente se mide. La diferencia entre lo que el operador cree que está midiendo y el parámetro que está realmente midiendo puede llevar a errores importantes. Estoes especialmente importante cuando se está trabajando con las exactitudes comunes a los instrumentos digitales. Las figuras 1 a 3 muestran las discrepancias entre los valores eficaces reales y los valores medios que responden a los valores calibrados en unidades RMS para mediciones típicas.






Si debemos caracterizar la magnitud de una señal de CA, tenemos una elección entretres valores, pico, valor medio y RMS.

Con un osciloscopio, se puede medir el valor de pico o el de pico a pico es el único valor que puede determinarse mediante la inspección visual. Este también es el valor crítico para determinar si una señal sobrecargará a un amplificador. No obstante, el valor de pico no nos da suficiente información en muchas aplicaciones. Por ejemplo, el ruido aleatoriotiene un valor de pico infinito, por lo que no puede medirse con un instrumento detector de pico.

A primera vista, podría parecer que el valor medio de una onda sería más útil. Este valor depende de la onda completa, no de la medida sobre un solo punto como el valor de pico.

Desgraciadamente, el valor medio se presenta raramente en el tratamiento matemático de las formas de ondas. Es unparámetro de relativa poca importancia, aunque es bastante fácil de medir con un circuito rectificador simple.

Para tensiones continuas tenemos pilas patrones, pero no existe un standard de alterna similar, por lo que se emplean técnicas de transferencia térmica, similares a los que se emplean en los laboratorios nacionales. La técnica puede verse en la figura 4:




1- El resistor derangos se ajusta de modo que la corriente a medir está dentro del rango efectivo de la termocupla.
2- Un voltaje, proporcional al valor RMS de la corriente CA se genera en la juntura de la termocupla. Esta salida provoca la deflexión del galvanómetro, el que se lleva a cero mediante el ajuste de la batería.
3- La fuente de CC calibrada se conmuta ahora en lugar de la entrada de CA, y se varíahasta llevar el galvanómetro a cero. El valor de la tensión de continua es ahora igual al valor RMS de la señal de CA.

Este procedimiento es bastante tedioso, necesita dos períodos de calentamiento para la termocupla, dos balances a cero y normalmente un operador competente. Existen en el comercio voltímetros que automatizan este procedimiento. Pero son de alto costo, debido a su...