Conductores, semiconductores y aislantes

Anteriormente mencionamos la estructura del átomo y las partículas que lo componen. Los protones se encuentra en el núcleo del átomo que es su parte central, tienen carga eléctrica positiva y son muy difíciles de separar del átomo, y aunque son mucho más pequeños que un electrón, son 1840 veces más pesados.

Los electrones se encuentra girando en órbitas alrededor del núcleo del átomo, su carga eléctricas es negativa y como son mucho más ligeros que los protones, se mueven con relativa facilidad.

En cada átomo existen un número de electrones dependiendo del elemento que se trate, pero los electrones que giran en órbitas más cercanas al núcleo tienen menos energía que los que se encuentran más alejados, de esta manera, si transmitimos energía a su átomo, un electrón abandonará su órbita original para colocarse en la inmediata superior, pero si se transmite energía suficiente, podemos hacer que el electrón más alejado del núcleo se salga de su órbita y se separa del átomo al que estaba ligado. Éste electron que logra desprenderse del átomo recibe el nombre de électron libre.

Ver tambien: La electricidad y el átomo

La capa de electrones que se encuentra más alejada del núcleo puede contener hasta ocho electrones y cuando aplicamos energía a un átomo, esta se reparte entre todos ellos; por eso, dependiendo de la cantidad de electrones que tengan en su última órbita los átomos de un material, los podemos clasificar en conductores, semiconductores o aislantes.

Los materiales conductores son aquellos cuyos átomos tienen menos de 4 electrones en la última capa. Los que tienen 1 electrón (el electrón libre) son los mejores conductores, un ejemplo son el oro, la plata y el cobre.

Los materiales semiconductores son los que tienen en su útima órbita exáctamente la mitad de los que puede contener, o sea 4 electrones. Por esta caracteristica podemos decir que conducen la electricidad mejor que los materiales aislantes, pero no tan bien como los materiales conductores. Ejemplos de materiales semiconductores son el silicio, el selenio y el germanio.

Los materiales aislantes son los que tienen desde 5 hasta 8 electrones en su última capa, por lo que no será fácil liberarlos de ésta ya que la energía que se le aplique se distribuirá entre todos ellos. Los mejores aislantes son los materiales compuestos que tienden a formar moléculas estables, es decir, con ocho electrones en su útima capa y aunque no existe un aislante perfecto, estos materieles tienden a no liberar electrones cuando se les aplica energía. Algunos ejemplos son el vidrio, el hule, la cerámica y los plásticos.

En terminos sencillos, la electricidad no es otra cosa que electrones libres en movimiento. Así, cuando estos se mueven entre los átomos de la materia, se crea una corriente eléctrica. Es lo que sucede en los cables que llevan la electricidad hasta nuestros hogares: a través de ellos van pasando los electrones libres, y lo hacen casi a la velocidad de la luz.

Sin embargo, es conveniente saber que la electricidad fluye mejor en algunos materiales que en otros. Por ejemplo, la resistencia que un cable ofrece al paso de la corriente eléctrica depende y se mide por su grosor, longitud, metal de que está hecho y temperatura de operación. A menor resistencia del cable, mejor será la conducción de la electricidad en el mismo. El oro, la plata y el cobre son excelentes conductores eléctricos. Los dos primeros resultarían demasiado caros para ser utilizados en los millones de kilómetros de líneas eléctricas que existen en el planeta; de ahí que el cobre sea más que cualquier otro metal en las instalaciones eléctricas residenciales.

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5 consejos para darle mantenimiento al multímetro

El multímetro es una herramienta indispensable para la correcta ejecución y mantenimiento de las instalaciones eléctricas residenciales; por ello debemos manejarlo con los cuidados necesarios.
Para un buen funcionamiento del multímetro, como a cualquier instrumento de trabajo, es necesario darle mantenimiento:

Ver también: 7 consejos para el uso correcto del multímetro

1. Si alguna falla o anomalía es observada, el multímetro no debe ser usado y deberá revisarse.
2. No use abrasivos o solventes para limpiar el instrumento. Use sólo un trapo húmedo y suave.
3. No opere el multímetro si la cubierta de la batería no está en su lugar y completamente cerrada.
4. Si el símbolo “BAT” aparece en la pantalla LCD, la pila debe ser reemplazada. Para hacer el cambio hay que abrir el compartimiento de la batería y reemplazarla por una pila nueva.
5. Si intenta abrir la cubierta del aparato, asegúrese de que las puntas de prueba están desconectadas para evitar choques eléctricos.

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7 consejos para el uso correcto del multímetro

En una ocasión, en un curso sobre el uso del multímetro, el expositor comentaba: "El multímetro se debe utilizar con la mano derecha, y la mano izquierda debe estar siempre en el bolsillo del pantalón". Todos sabemos que el corazón se encuentra más a la izquierda en el pecho y una descarga eléctrica en la mano izquierda llega más rápido al corazón.

Ver también: 8 partes del multímetro ( y para qué sirven)

Entonces, ¿es necesario manipular el multímetro de esta manera tan incómoda?

Por supuesto que no. El multímetro lo podemos manipular con ambas manos, tal como lo haríamos con cualquier herramienta. Lo que el expositor del curso quería dar a entender, es que la Seguridad debe ser lo más importante a la hora de utilizar el multímetro. 

Cuando lo estemos utilizando para realizar las mediciones de las magnitudes eléctricas en las instalaciones eléctricas residenciales, se debe observar todas las reglas de seguridad concernientes, para prevenir contra daños de corriente eléctrica, y para proteger el instrumento en contra del mal uso. Por tanto se recomienda:

1. Cuando el multímetro no esté en uso, o vaya a ser trasladado de un lugar a otro, el selector debe estar en la posición de OFF (apagado).


2. Coloque el selector en la escala correcta, de acuerdo con lo que desea medir.


3. Nunca exceda los valores límites de protección indicados en las especificaciones por cada rango de medición. Si no sabemos el valor de la escala a medir, se recomienda usar el rango más alto. Antes de usar la perilla selectora de rangos para cambiar funciones, desconecte las puntas de prueba del circuito bajo prueba, y de todas las fuentes de corriente eléctrica.


4. Nunca realice medidas de resistencia si el circuito se encuentra energizado. Apague la fuente de voltaje antes de hacer la medición.


5. Cuando se lleven a cabo mediciones en televisiones o circuitos de poder (potencia) interrumpidos, siempre recuerde que habrá pulsos de voltaje con altas amplitudes lo cual puede dañar el multímetro.


6. Siempre sea cuidadoso cuando trabaje con voltajes alrededor de 60VCD ó 30V~


7. Mantenga los dedos detrás de las barreras de prueba mientras mida.

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3 pasos para realizar la medición de temperatura con el multímetro digital

El gran enemigo de nuestras instalaciones eléctricas residenciales es el calentamiento excesivo que puede sufrir sobre todo como consecuencia de malas prácticas de instalación. El calentamiento de los conductores es normal, y es producido por la circulación de la corriente eléctrica en el interior de los mismos; en física se conoce como Efecto Joule, en honor a a su descubridor el físico británico James Prescott Joule.

Pero cuando la instalación presenta demasiada resistencia debido a su deficiente ejecución, el Efecto Joule se convierte en un desperdicio de energía, que por un lado, encarece nuestra facturación del consumo de energía, y por otro, es disipado al medio ambiente contribuyendo al calentamiento global.

Entre las causas del Efecto Joule nocivo podemos encontrar.

1. Demasiados amarres o empalmes mal ejecutados.
2. Calibres menores a los debidos.
3. Más conductores en el interior de los tubo conduit de los que deben contener.

De allí la importancia de poder verificar la temperatura en el interior de las tuberías, registro y gabinetes de nuestras instalaciones eléctricas residenciales, para identificar en que puntos podemos estar sufriendo el Efecto Joule nocivo.

Ver también: Medición de la resistencia de aislamiento II

Para hacer una medición de temperatura con el multímetro MUL-100, sigue estos sencillos pasos:

1. Coloca la perilla rotatoria en la posición ºF ó ºC y la pantalla LCD mostrará la temperatura ambiente.

2. Inserta el termoacoplador tipo “K” dentro del socket de temperatura, procurando conectar los polos de la clavija con las ranuras correspondientes del socket.

3. Coloca el otro extremo del termoacoplador sobre el objeto a medir.

En la imagen se muestra una medición de temperatura de un conductor eléctrico. También podemos medir la temperatura en el interior de gabinetes y tuberías conduit. Es muy importante recordar que no debemos tocar con al punta del termoacoplador nigún elemento que no se encuentre aislado, ya que podemos sufir una descarga y dañar el multímetro.

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Medición de la resistencia de aislamiento II

Como convertir tu multimetro MUL-100 en un Megger.

En la carátula de resistencia del MUL-100 se menciona que para realizar las mediciones en megaohms se requiere de un accesorio adicional: la Unidad de Prueba de Aislamiento 261 (261 Insulation Tester Unit), un dispositivo que amplia las capacidades de medición de resistencia del MUL-100, convirtiéndolo prácticamente en un Megger.

Este dispositivo se conecta a las entradas "jacks" del MUL-100, ocupando las tres entradas: VΩ, COM, e incluso la entrada EXT.

Esta unidad de prueba de aislamiento hace uso de un convertidor DC-DC a 500 V DC.

Conectando la unidad, podemos acceder a los dos rango de resistencia de la prueba de aislamiento (20 MΩ y 2000MΩ) desde el Multímetro. Funciona con cuatro pilas de tipo AA, que proporcionan hasta 30 horas de operación, dependiendo del tipo de batería y su uso (un LED amarillo indica si la batería se está agotando). Cuenta con un diseño robusto y es fácil de usar.

ES MUY IMPORTENTE leer, comprender y aplicar las instrucciones de seguridad y funcionamiento antes de conectar el medidor de aislamiento. Sólo cuando esté seguro de que entiende los procedimientos indicados a continuación, disminuyen los riesgos al realizar las pruebas.

La Unidad funciona en el rango de temperatura de 0 °C a 50 °C, y en un ambiente con humedad relativa máxima de 80%.

Ver también: Medición de la resistencia de aislamiento I

Para comprobar la batería interna.

1. Ajuste el interruptor de encendido en de la Unidad 261 en ON.
2. Presione el botón de resistencia de aislamiento.
3. El LED de 500 V debe encenderse, lo que indica el funcionamiento normal de las baterías internas.
4. Si el LED de 500V no se enciende las baterías están agotadas. Retire la tapa posterior desatornillando el tornillos montado en el centro, e inserte cuatro baterías nuevas observando la polaridad correcta. Cubra nuevamente con la tapa posterior y atornille.
5. Repita el proceso del 1 al 3 y regrese el interruptor a la posición de OFF tras haber confirmado el buen estado de la batería.

Multímetro digital de gancho MUL-100, con la "Unidad de Prueba de Aislamiento 261" ya montada.

Para medir la resistencia de aislamiento

1. Conecte las terminales del probador de aislamiento E, L y G a las terminales de medida del multímetro VΩ, COM y EXT, respectivamente.
2. Ajuste el selector del multímetro a la función de probador de aislamiento y la posición de rango 2000MΩ.
3. Conecte una punta de prueba a la terminal L y otro a la terminal E en el probador de aislamiento.
4. Conecte un cable a un extremo del circuito a medir y el otro cable al otro extremo.
5. Ajuste el interruptor de encendido de la unidad 261 en ON y el rango a la posición de 2000Ω.
6. Pulse el botón de resistencia de aislamiento. El LED de 500V se iluminará y el valor de la resistencia se mostrará en el multímetro.
7. Para circuitos abiertos o valores de resistencia de más de 2000MΩ, el multímetro tratará el valor como resistencia infinita y mostrar un 1 solamente.
8. Cuando se miden valores de resistencia por debajo de 10 MΩ en el rango de 2000MΩ, el error de medición será mayor. Ajuste el medidor de aislamiento y el selector del multímetro a la posición de 20 MΩ, y pulse el botón otra vez para lograr una nueva lectura de resistencia .
9. Después de completar sus mediciones regrese el interruptor del probador de aislamiento a la posición OFF.

Precauciones.

1. Terminales E y L.

Si un punto del circuito a medir se conecta a tierra, se debe conectar esa parte del circuito a la punta de prueba de lado E. Esta es una medida de seguridad. En general, sin embargo, cualquiera de los terminales del medidor puede ser utilizado para la conexión del lado de tierra.

2. Utilizando la terminal de Guarda.

La terminal G en el probador de aislamiento es una terminal de guarda y se utiliza para eliminar el efecto de fuga de corriente superficial en los valores medidos.

Por ejemplo, cuando se mide la resistencia de aislamiento de un cable, se puede envolver un cable desnudo alrededor de la capa aislante  y conectar a la terminal de guarda, causando que la fuga de corriente fluya hacia las terminales de medida, eliminando esta causa de error y dejando que se muestre en la pantalla sólo el verdadero valor de la  resistencia medida. Esto lo podemos apreciar en la siguiente figura.

Alarma de batería baja (LO  BAT).

La alarma de batería baja (LO BAT) se ilumina en la medición de valores muy bajos de resistencia (por debajo de 500kΩ). Esto debido a la gran cantidad de energía consumida en la medición de tales resistencias pequeñas. Cuando posteriores mediciones de resistencia de altos valores den como resultado que el LED de LO BAT se apague, se debe asumir que las baterías de la unidad funcionan correctamente.
¡ADVERTENCIA!  Cuando el LED 500V ON está encendido, existe una tensión de 500 V entre las terminales E y L. Tenga cuidado al manipular el instrumento en esta condición.

Mantenimiento
Es muy importante que antes de intentar abrir la caja, se asegure de que las puntas de prueba se han desconectado de los circuitos a medir, para evitar riesgos de descarga eléctrica.
Para cambiar las pilas destornille la tapa trasera e inserte cuatro pilas AA nuevas observando la polaridad correcta.

Instrucciones finales de seguridad

1. Precauciones personales.

• Al usar la Unidad de prueba de aislamiento 261, tenga en cuenta todas las normas de seguridad habituales en relación con la protección contra los peligros de la corriente eléctrica, y la protección de la unidad contra el mal uso.
• El pleno cumplimiento de las normas de seguridad sólo puede garantizarse si se utiliza con las puntas de prueba suministradas. Si es necesario, debe ser reemplazado con puntas de prueba que tengan la misma categoría (CAT III 600 V). En otra ocasión ahondaremos sobre las categorías de los instrumentos de medición.
• Si están los cables están dañados o desnudos, no los use de ninguna forma.

2. Normas generales de Seguridad.

• Familiarícese con la aplicación y las limitaciones de la prueba de aislamiento, así como los riesgos potenciales. Si tiene alguna duda, consulte a un electricista calificado.
• Cuando el medidor de aislamiento se conecta a un circuito, no toque las terminales no utilizadas.
• Cuando la relación de valor que se mide no se conoce, ajuste el selector de rango para el valor más alto.
• ¡Muy importante! Nunca realice mediciones de aislamiento en circuitos energizados.
• Siempre tenga cuidado cuando se trabaja con tensiones superiores a 60VDC o 30 VCA. Mantenga sus dedos detrás de las barreras de la sonda durante la medición.
• Cuando no esté en uso, guarde el multímetro y la unidad 261 con cuidado en un lugar seguro, seco, a prueba de niños. Lo ideal es que la temperatura de almacenamiento no sea menor a - 10 ° C ó mayor a 50 ° C.

Para cualquier duda o aclaración espero sus comentarios.

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Medición de la resistencia de aislamiento I

La medición de resistencia de aislamiento de los conductores de las instalaciones eléctricas residenciales sirve para garantizar que existe ningún cortocircuito antes de energizar definitivamente la instalación.

Cuando los electricistas introducen los cables dentro de los tubos conduit, se pueden producir desgarres accidentales en el aislamiento de los conductores. Por eso es necesario realizar la prueba de resistencia de aislamiento a los conductores eléctricos al finalizar la instalación. en algunos países esta prueba es obligatoria antes de contratar el servicio de una componía suministradora de energía eléctrica. En estos casos, tanto la instalación eléctrica como sus respectivas pruebas las realizan electricistas certificados y registrados ante las autoridades correspondientes. En México se le llama UV o Unidades Verificadoras a los peritos que verifican que la instalación eléctrica se realice de acuerdo a las Normas establecidas y que se realicen las pruebas necesarias, pero esto sólo ocurre a nivel comercia o industrial; en las instalaciones de las viviendas no existe tal requerimiento, con las consecuencias que esto implica: Nadie nos garantiza que la instalación de la vivienda  se haya realizado cumpliendo la NOM-001-SEDE-2005 ni se suelen realizar las pruebas finales correspondientes.

Ver también: Medición de continuidad eléctrica

La prueba de resistencia de aislamiento se debe realizar hasta que todos los elementos que constituyen la instalación eléctrica estén conectados. Ningún aparato electrodoméstico debe estar conectado a los receptáculos, los apagadores deben estar en posición de encendido, pero ninguna lámpara debe estar colocada en los portalámparas y la instalación eléctrica debe estar desenergizada.

Cuando se realiza la prueba de resistencia de aislamiento se aplica una corriente directa al elemento que se va a medir y generalmente se le llama Megohmetro o Megger.

Los parámetros que se deben considerar en la prueba son:

1. La Tensión aplicada debe ser de 500 volts de corriente directa.
2. La prueba debe durar al menos un minuto.

Cuando se realiza la prueba, se deberá seleccionar la tensión que se debe aplicar a los conductores del circuito eléctrico, en esta caso se selecciona una tensión de 500 VCD; una de las puntas de prueba se conecta al conductor del circuito derivado bajo prueba, justo donde comienza el conductor en el borne inferior del interruptor termomagnético respectivo en el interior del centro de carga. La otra punta de prueba se conecta al conductor de puesta a tierra o a la barra de nuetros que se encuentra en el mismo centro de carga.

Se aplica la tensión durante un minuto, si el Megger indica un valor en megaohms significa que el conductor está en buen estado.

Si el Megger indica 0 ohms, significa que el conductor bajo prueba tiene una falla, es decir, que puede tener contacto con el conductor de puesta a tierra, o con alguna tubería o gabinete metálico que esté puesto a tierra y en caso de que se energice podría causar un cortocircuito. Por lo tanto, este conductor debe revisarse o reemplazarse antes de conducir energía eléctrica.

Realizar esta prueba únicamente con el MUL-100 es prácticamente imposible, ya que, aunque es capaz de hacer mediciones de resistencia en ohms, no es capaz de suministrar la tensión de 500V de corriente directa que se necesita para la prueba. Sin embargo, el aparato cuenta con la posibilidad de integrar un dispositivo adicional que subsana esta deficiencia. En el siguiente post ahondaremos en el uso de este dispositivo.

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3 pasos para realizar la medición de la continuidad eléctrica con un multímetro

Para hacer una medición de continuidad eléctrica con el multímetro MUL-100 debes usar la función "resistencia".

Esta medición sirve para conocer si existe continuidad de un punto de la instalación eléctrica a otro punto, es decir, si la corriente eléctrica puede pasar fácilmente de un punto a otro de la instalación. Por ejemplo, podemos probar si un apagador funciona correctamente, o si un receptáculo o un aparato electrodoméstico se encuentra en cortocircuito.

Cuando se realiza la medición de la continuidad eléctrica de cualquier elemento de las instalaciones eléctricas residenciales, si el instrumento indica un valor en ohms, se concluye que la continuidad eléctrica es efectiva.

Ver también: Medición de resistencia eléctrica

Si en la pantalla nos indica sobrerrango, se concluye que la continuidad eléctrica no es efectiva.
El MUL-100 cuenta con una alarma audible de continuidad en la posición de los 200Ω; esta función es muy útil si por algún motivo se nos dificulta ver la lectura de la pantalla.

Para hacer la medición el multímetro se conecta de la misma manera como si se fuera a medir la resistencia eléctrica. Recuerda que cuando se verifique la resistencia en los circuitos, hay que tener cuidado de que estos se encuentren desenergizados y si existen capacitores de por medio, estos se encuentren completamente descargados.

Los pasos a seguir son los siguientes:

1. Se conecta la punta negra en el jack COM y la punta roja en el jack VΩ.

2. Coloque la perilla rotatoria en la posición deseada y conecte las puntas.

3. Si la resistencia al ser medida excede el valor máximo del rango seleccionado aparecerá en la pantalla “1” indicando sobrerango.

En la siguiente entrada te mostraré otra medición que se encuentra relacionada con la función Resistencia del multímetro.

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4 pasos para realizar la medición de la resistencia eléctrica con un multímetro

Para medir la resistencia al movimiento de la electricidad en las instalaciones eléctricas residenciales, debes utilizar un instrumento llamado ohmetro (u ohmímetro), calibrado en la función y rango adecuados. El multímetro MUL-100 cuenta con esta función.

Los pasos a seguir para hacer una medición exitosa son:

1. Selecciona la función en donde se indica el símbolo de ohms (Ω).


2. Conecta los cables de las puntas de prueba de acuerdo a las instrucciones (cable rojo en el jack rojo, y cable negro en el jack COM).


3. Conecta los cables en los extremos de la resistencia o del conductor que se va a medir.


4. Observa la carátula del instrumento, ahí se indicará el valor de la resistencia medido.

Ver también: Medición de la corriente alterna con el multímetro de gancho

Es muy importante que cuando se efectúe la medición de la resistencia, la instalación eléctrica esté des-energizada, de lo contrario se puede dañar el equipo y además provocar un cortocircuito.
En la próxima entrega veremos otra medición realizada con el ohmetro.

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3 pasos para realizar la medición de la corriente alterna con el multímetro de gancho

Para hacer una medición de corriente alterna en las instalaciones eléctricas residenciales debes utilizar un amperímetro de gancho con un rango adecuado a la corriente nominal del circuito analizado.

Ver también: Medición de tensión eléctrica.

Con el multímetro MUL-100, debes seguir esos sencillos pasos:

1. Coloca la perilla rotatoria en la posición del rango deseado para medir AC (A~)

2. Presiona el botón de gancho para abrir y después soltar para cerrar los dedos de gancho alrededor del conductor de corriente. Los dedos de gancho tomarán los amperes de AC (A~) que circulan a través del conductor.

3. Cuando aparezca en la pantalla “1” nos encontramos en una situación de sobrerango. En ese caso hay que seleccionar un rango más alto.

En la carátula del instrumento se indicará el valor de la corriente medida en amperes.

En la siguiente entrega hablaremos de la medición de la resistencia eléctrica.

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5 pasos para realizar la medición de tensión eléctrica con un multímetro.

Para hacer una medición de voltaje (tensión eléctrica) se debe utilizar un voltímetro con un rango de tensión adecuado a la tensión nominal.
Con el multímetro MUL-100 debemos seguir estos sencillos pasos:

1. Se conecta la punta negra en el jack COM y la punta roja en el jack VΩ.

2. Se coloca la perilla rotatoria en el rango deseado para medir DC (V-) o AC (V~)

3. Coloque las puntas de prueba en los polos de la fuente o del circuito al cual le desea medir el voltaje, por ejemplo, una pila de DCV o una salida de contacto en muro para ACV.

Ver también: 8 partes del multímetro (y para qué sirven).

4. Cuando se realiza una medición de voltaje de corriente directa (DCV), la polaridad de la conexión de la punta roja, es decir, el sentido de la corriente, se indica desde el principio con el valor de voltaje. Si la medición se hace “al revés”, en la pantalla aparecerá “–“ antes del valor de voltaje.

5. En la carátula del instrumento se indicará el valor de la tensión medida. Cuando aparezca en la pantalla “1” nos encontramos en una situación de sobrerango. Se tendrá que seleccionar un rango más alto.

De esa manera podemos hacer las mediciones de tensión eléctrica en las salidas de nuestras instalaciones eléctricas residenciales. En la siguiente entrega te mostraré cómo se hace la lectura de la corriente eléctrica utilizando un multímetro digital de gancho.

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8 partes del multímetro (y para qué sirven).

Ayer hablamos de la perilla para seleccionar funciones y rangos en el multímetro digital MUL-100. Hoy vamos a mencionar los otros componentes de este medidor; entre ellos podemos destacar:

1. Dedos de gancho. Sirven para hacer mediciones de corriente alterna CA (A~), al colocarse al rededor de un conductor de corriente.

2. Botón de gancho. Para abrir y cerrar los dedos de gancho al rededor de un conductor.

3. Pantalla de cristal líquido LCD. Con una precisión de 3 ½ dígitos. El valor de lectura máxima es de 1999. Si el valor medido es superio al rango seleccionado, aparecerá en la pantalla “1”, si la polaridad de las puntas de prueba está invertida, aparecerá “–“.

4. Botón Data Hold o de memoria. Es un interruptor a presión. Se presiona para conservar en la pantalla el valor medido.

5. Entradas Jacks. Este multímetro tiene tres entradas jack. Durante su uso conecte la punta de prueba negra en el jack COM y conecte la punta roja en el jack VΩ. La punta roja depende de la función seleccionada. Para realizar con el aparato una prueba de aislamiento, es decir, una medición de resistencia de aislamiento, se utiliza el jack EXT. Pero el adaptador para esta prueba no se incluye con el multímetro, es sobre pedido.

6. Socket de temperatura. Entrada para recibir un termoacoplador tipo “K”, que permite hacer mediciones de temperatura en objetos, por ejemplo, conductores eléctricos.

7. Puntas de prueba. Para insertar en sus respectivas entradas (roja en VΩ y negra en COM), y poner “en paralelo” con la fuente, o con la componente del circuito a medir.

8. Termoacoplador tipo “K”. Para introducir en el socket de temperatura. La clavija del termoacoplador viene polarizada y es importante colocarla como se indica en el socket, “+” de la clavija con “+” del socket y “–“ de la clavija con “–“ del socket.

Ver también: Multimetro MUL-100

En la próxima entrada voy a explicar como se realizan con éste multimetro. las mediciones de las diferentes magnitudes eléctricas que podemos encontrar en las instalaciones eléctricas residenciales.

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6 mediciones que puede hacer el Multímetro MUL-100

Para hacer mediciones en los circuitos eléctricos debemos utilizar un multímetro digital .

Uno muy usado es el Multímetro Digital de Gancho, modelo MUL-100, de marca STEREN®. Está catalogado en la categoría III (CAT III), es decir, que pertenece a la categoría de los instrumentos de medición indicados para hacer mediciones en los circuitos derivados de las instalaciones eléctricas residenciales.

Este multímetro es un instrumento de medición profesional capaz de efectuar las siguientes funciones:

1. Medición de voltaje de corriente directa (se designa con la abreviatura DC o con el símbolo V-)


2. Medición de voltaje de corriente alterna (se designa con la abreviatura AC o con el símbolo V~)


3. Medición de corriente alterna (se designa con la abreviatura AC o con el símbolo A~)


4. Medición de resistencia (se indica con la letra griega omega Ω)


5. Prueba de aislamiento (resistencias altas en Ω)


6. Medición de temperatura. (ºF ó ºC)

Ver también: El Multímetro (herramienta indispensable en las Instalaciones eléctricas residenciales)

Los elementos que constituyen al multímetro MUL-100 son varios, entre ellos destaca la perilla giratoria perilla giratoria, la cual es usada para establecer las funciones que vamos a medir, y los rangos en que mediremos dichas funciones.

Cuando la perilla se encuentra en la posición OFF, está apagado. En la siguiente tabla se relacionan las posibles funciones y sus respectivos rangos de lectura:

En la siguiente entrega hablaremos de los otros componentes del multímetro MUL-100.

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4 categorías de los instrumentos de medición eléctrica

Las herramientas que sirven para interactuar con la electricidad están diseñados para aplicaciones y condiciones específicas. Exceder o desviarse de los parámetros de aplicación puede conducir a mediciones inexactas o lesiones. Es por eso que las herramientas de prueba y medición eléctrica se han clasificado en 4 denominaciones diferentes del "I" al "IV".

Esta clasificación se establece en el estándar IEC 61010-1, que cubre todos los aspectos de seguridad aplicables a instrumentos de medida, control y de uso en laboratorio. Trata aspectos de seguridad eléctrica, riesgo mecánico, térmico, flamabilidad, radiación, etcétera.

Ver también: Partes del Multímetro

En particular, en lo referido a seguridad eléctrica la norma define para los circuitos de medición de los instrumentos las tensiones de trabajo a la que los mismos serán sometidos. Cuando estos circuitos de medida se utilizan para la medición de la red de distribución eléctrica, como es el caso de multímetros y analizadores de red, las solicitaciones transitorias a la que estos estarán sometidos pueden ser estimadas en función de la ubicación del punto de medida dentro de la instalación. La norma define cuatro categorías de medición:

1. Categoría de medición IV, es la zona de la red directamente conectada a la fuente de suministro de baja tensión, como puede ser el tablero y el circuito alimentador de baja tensión en los transformadores (Mediana Tensión / Baja Tensión), líneas de distribución y acometidas de suministro.


2. Categoría de medición III, es la zona que sigue a la acometida separada por un interruptor. Son ejemplo de esta los tableros de distribución para el cableado interno, interruptores, motores y cualquier otro equipamiento conectado en forma directa y permanente a la instalación.


3. Categoría de medición II, es la zona en donde las mediciones se realizan sobre equipamiento o artefactos eléctricos conectados en forma directa a la red interna, a través de, por ejemplo, un contacto.


4. Categoría de medición I, es la zona en donde las mediciones se realizan sobre equipamiento no conectado en forma directa a la red, o derivado de la misma a través de protecciones especiales. Son ejemplo de estos las baterías, tarjetas electrónicas, o componentes electrónicos pequeños separados de la red.

Las categorías de medición se utilizan para evaluar los instrumentos de prueba en su capacidad para resistir un pico de voltaje, que se aplica a través de una resistencia específica. Cuanto mayor sea la categoría, más riesgo existe de que un alto voltaje puede sobrecargar un circuito y causar eléctrica y
daño físico. Por lo general, cuanto mayor sea la calificación CAT (categoría), más seguro es el instrumento de medición.

Tabla de catagorías de instrumentos de medición eléctrica y sus voltajes máximos de operación.

En función de estos niveles, la categoría de medición, la norma define las condiciones de diseño que debe respetar el equipo. La forma de indicar estas categorizaciones por parte del fabricante, debe ser indicando la categoría de medición y el voltaje máximo de operación. Como ejemplo, para un equipo de aislación simple, categoría de medición III, y tensión de trabajo hasta 300V,  la especificación sería: “CAT III - 300V”. Para el mismo caso, pero graduado en categoría de medición IV, se debe indicar como “CAT IV - 300V”. Es decir, no es suficiente con indicar la categoría de medición, sino que esta debe estar siempre acompañada del nivel de tensión máximo al que puede ser conectado el instrumento.

Por ejemplo, supongamos que un multímetro muestra las siguientes especificaciones: "300 V Categoría II / 600 V Categoría I". Utilizando el cuadro anterior se deduce lo siguiente: Esta especificación informa al usuario que este instrumento está clasificado para 300 V CAT II y 600 V CAT I. En otras palabras, este instrumento puede soportar hasta 2,500V de pico de voltaje. Esta especificación, además, informa al usuario de este multímetro que no se debe conectar a la red de circuitos CAT II cuando se realicen mediciones por encima de 300V. Por último, el usuario no debe utilizar este instrumento con circuitos Categoría III o IV.

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El Multímetro (herramienta indispensable en las Instalaciones eléctricas residenciales)

Los medidores son aquellos aparatos que se usan comúnmente para medir tensión, corriente y resistencia en las instalaciones eléctricas residenciales.

Para medir voltajes o diferencias de potencial se emplea un aparato llamado voltímetro; para medir la intensidad de la corriente eléctrica se usa el amperímetro; y cuando se requiere medir el valor de una resistencia eléctrica en ohms se utiliza el ohmiómetro. Cuando un solo aparato sirve para medir voltaje, corriente eléctrica y resistencia, recibe el nombre de multímetro.

Conviene conocer la forma en que conectan los medidores a los circuitos para hacer determinada medición. Los voltímetros y los ohmiómetros se conectan “en paralelo” con la fuente, o con la componente del circuito que se mide, por lo tanto no es necesario abrir el circuito para hacer la medición.

Ver también: El Circuito Básico (la forma en que controlamos a la electricidad)

Pero un amperímetro que mide la corriente fluyendo a través de un circuito se conecta “en serie”, es decir, extremo con extremo con otros componentes del circuito, lo cual requiere abrir el circuito, es decir, cortar el cable que se va a probar. Para un electricista esto es inconveniente y, en muchos casos, es casi imposible de hacer. La necesidad de un medidor de corriente con capacidad para medir corriente sin abrir el circuito para hacer una conexión estimuló la invención de un amperímetro de abrazadera, llamado también amperímetro “de gancho”.

Para el trabajo de electricista sería muy engorroso utilizar un aparato por cada tipo de medición que se necesitara realizar. Por ello se prefiere el uso de los multímetro, los cuales son medidores capaces de registrar varias magnitudes eléctricas con un sólo aparato.

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El Circuito Básico (la forma en que controlamos a la electricidad)

Para tener una corriente eléctrica en las instalaciones eléctricas, los electrones libres deben mantenerse en movimiento. Esto se logra fácilmente, si se usa una fuente de energía para aplicar cargas opuestas a los dos extremos del alambre. Entonces, la carga negativa repelerá los electrones en todo el alambre. En el lado positivo, los electrones serán atraídos a la fuente; pero por cada electrón que entre en la fuente, habrá otro electrón que ésta suministrará al alambre por el lado negativo. Por consiguiente, la corriente seguirá fluyendo a través del alambre en tanto se continúe aplicando las cargas eléctricas de la fuente de energía. A esto se llama circuito básico o cerrado. Una batería es una típica fuente de energía eléctrica.

El circuito debe ser completo o cerrado para que fluya la corriente.

Como podemos apreciar, en la fuente existe una diferencia de potencial (voltaje) entre sus extremos, una corriente eléctrica fluyendo dentro del conductor, el cual ofrece cierta resistencia al flujo de los electrones. Todas estas magnitudes pueden ser medidas. Ya sea que se diseñe, instale, opere o repare equipo eléctrico, debe conocerse la forma en que se pueden hacer estas mediciones en el circuito.

Ver también: 4 factores que influyen en la Resistencia eléctrica

En la siguiente entrada hablaremos sobre el aparato que sirve para medir estas magnitudes eléctricas (voltaje, corriente eléctrica y resistencia) en los circuitos de las instalaciones eléctricas residenciales.

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4 factores que influyen en la Resistencia eléctrica

La resistencia eléctrica es la oposición que presenta un conductor al paso de la corriente o flujo de electrones.

Existen cuatro factores que influyen en la resistencia eléctrica de un conductor:

1. La naturaleza del conductor. Si tomamos alambres de la misma longitud y sección transversal de los siguientes materiales: plata, cobre, aluminio y fierro, podemos verificar que la plata tiene una menor resistencia y que el hierro es el de mayor.
2. La longitud del conductor. A mayor longitud mayor resistencia. Si se duplica la longitud del alambre, también lo hace su resistencia.
3. Su sección transversal. Al duplicarse la superficie de la sección transversal, se reduce la resistencia a la mitad.
4. La temperatura. En el caso de los metales su resistencia aumenta casi en forma proporcional a su temperatura. Sin embargo, el carbón disminuye su resistencia al incrementarse la temperatura, porque la energía que produce la elevación de temperatura libera más electrones.

Ver también: ¿Qué es la corriente eléctrica?

La unidad para medir la resistencia eléctrica es el ohm, que se simboliza con la letra griega omega (Ω).

Demasiada resistencia eléctrica es nociva para nuestras instalaciones eléctricas residenciales, ya que también provoca un aumento de la temperatura de los circuitos reduciendo de su vida útil, causa desperdicio de energía y contribuye al calentamiento global ocasionando daños al medio ambiente.

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¿Qué es la Corriente eléctrica?

La corriente eléctrica es un movimiento de cargas eléctricas (electrones libres) a través de un conductor.

Puede ser corriente directa si los electrones libres se mueven en un único sentido o corriente alterna si existe una oscilación o vibración de los electrones libres en el conductor.

Ver también: ¿Qué es el Voltaje?

La unidad para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el ampere (A). Por definición: un ampere equivale al paso de una carga de un coulomb a través de una sección de un conductor en un segundo.

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¿Qué es el Voltaje?

Algunas personas consideran incorrecto el uso de la palabra Voltaje, sin embargo, consultando el diccionario de la Real Academia de la lengua tenemos la siguiente definición:  

                Voltaje.


                1. m. Cantidad de voltios que actúan en un aparato o sistema eléctrico.

En terminos más sencillos, podemos decir que es la fuerza que proporciona un generador eléctrico. No es un valor absoluto sino la diferencia entre la carga eléctrica de los polos positivo y negativo del generador. Haciendo un símil, si tenemos dos recipientes llenos de agua, uno colocado a más altura que el otro, la fuerza con que cae el agua de uno a otro depende de la diferencia de altura existente entre ambos. Si la altura es pequeña esa caída de agua no será capaz de mover, por ejemplo, la noria de un molino, pero si la altura es grande, sí.

Ver también: 6 formas de producir electricidad

El nombre de voltaje es utilizado principalmente a nivel del público general. Existen otros sinónimos: tensión, diferencia de potencial y fuerza electromotriz, que se usan principalmente a nivel académico e industrial. El voltaje se mide en voltios.
El voltaje es la fuerza que hace llegar la electricidad a nuestras instalaciones eléctricas residenciales.

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¿Cómo funciona una central atómica?

La central atómica funciona casi del mismo modo que una central térmica, sólo que en la central nuclear no se quema carbón, ni petróleo, ni gas. En su lugar se emplea el metal uranio para obtener el calor necesario para hervir el agua.

Ver también: ¿Cómo funciona una central hidroeléctrica?

En lugar de quemarlo en una caldera, el uranio se coloca en un reactor nuclear y, en él, los átomos que constituyen el uranio se desintegran, produciendo una gran cantidad de energía nuclear.
En ese proceso, se origina muchísimo calor y ese calor cambia el agua en vapor. El vapor pasa por las turbinas y éstas ponen en funcionamiento los generadores. Actualmente, las centrales atómicas están cobrando, cada vez, mayor importancia y son el tipo de centrales generadoras que alimentan las instalaciones eléctricas residenciales.

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