En que se mide la intensidad


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¿Cómo se mide la intensidad eléctrica?

La corriente eléctrica, al igual que la masa o la temperatura, es una propiedad de la materia. Es el flujo o circulación de cargas eléctricas a través de un circuito eléctrico. 

La intensidad de la corriente es la carga o corriente eléctrica que circula por una zona en la unidad de tiempo y esta se mide en Amperios (A) en reconocimiento a André-Marie Ampère, creador de varios conceptos claves en la electricidad en el siglo XIX.

André-Marie Ampère, creador de varios conceptos claves en la electricidad en el siglo XIX.

La intensidad eléctrica se mide:

  • I: Intensidad expresada en Amperios (A)
  • Q: Carga eléctrica expresada en Culombios (C)
  • t: Tiempo expresado en segundos (seg.)

Clases de corriente eléctrica

Básicamente existen dos tipos de corriente eléctrica, la corriente continua y la corriente alterna.

Corriente continua: Circula siempre en el mismo sentido y tiene un valor constante. Es producida por pilas o baterías. Este tipo de corriente por ejemplo se usa en los dispositivos electrónicos, como celulares, computadoras y tabletas. 

Corriente alterna: Esta corriente circula en forma de vaivén. Por ejemplo, la energía que usamos para encender la luz en nuestras casas o al enchufar los electrodomésticos como licuadoras y lavadoras. 

La forma más común de medir la corriente eléctrica es con un amperímetro que es un dispositivo que se conecta al circuito eléctrico y que te va a indicar los Amperios que tiene dicho objeto.

Hasta aquí te hemos enseñado todas las unidades de medida básicas, llegó el momento de aprender a convertilas, ¡en la siguiente página te lo explicamos! 

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Consideraciones importantes a tener en cuenta.-

Como ya se ha dicho para medir la resistencia de un circuito eléctrico se tiene que realizar sin tensión, si no es así el óhmetro puede estropearse.

Para medir la tensión el voltímetro se conecta en paralelo. Un voltímetro tiene una resistencia interna muy grande(en teoría infinita). Si éste se conecta en serie la resistencia del circuito será infinita y no circulará intensidad. No se corre riesgo de estropear el voltímetro, pero la medida será incorrecta.

Para medir la intensidad el amperímetro se conecta en serie. Un amperímetro tiene una resistencia interna muy pequeña(en teoría cero). Si éste se conecta en paralelo, la intensidad que circulará por el amperímetro será muy elevada(en teoría infinita), realmente lo que estamos haciendo es un cortocircuito. El amperímetro corre un serio riesgo de estropearse. La mayoría de los amperímetros llevan incorporado un fusible para protegerlos, aún así si la intensidad del cortocircuito es muy elevada el amperímetro puede quedar inservible.

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En la práctica se comercializan unos aparatos llamados polímetros, multímetros o testers que pueden medir la resistencia, intensidad, tensión y más magnitudes eléctricas.

F Scale

Ca racterísticas

Ráfagas

Descripción

Zero (F0)

débil

40-72 mph

Daños leves. Algunos daños a las chimeneas; Ramas arrancadas de árboles, letreros dañados.

One (F1)

débil

73-112 mph

Daños moderados. Las superficies del techo se despegaron; casas móviles empujaron cimientos o volcados; Autos en movimiento empujados fuera de la carretera.

Two (F2)

Fuerte

113-157 mph

Daños Considerables.
Techos arrancados de casas de madera, casas móviles demolidas, grandes árboles arrancados de raíz, los objetos ligeros se convierten en proyectiles.

Three (F3)

Fuerte

158-206 mph

Daños Severos.
Techos y algunas paredes arrancadas de casas, trenes volcados la mayoría de los árboles en áreas boscosas arrancadas de raíz; Carros pesados ​​levantados y tirados.

Four (F4)

violento

207-260 mph

Daños devastadores.
Casas niveladas, estructuras con cimientos débiles soplados a cierta distancia; coches lanzados;

Five (F5)

violento

260-318 mph

Daños increíbles. Las casas fuertes de armazón levantaron cimientos, llevaron distancias considerables y se desintegraron; misiles auto-dimensionados en el aire por varios cientos de pies o más; árboles desembarcados.

El Comité Consultivo de Electricidad y Magnetismo del CIPM sugiere diversos métodos para la realización práctica del ampere:
(a) a través de la relación entre las unidades de corriente eléctrica, el ampere (A), la unidad de unidad de tensión eléctrica, el volt (V) y la unidad de resistencia eléctrica, el ohm (Ω). Por la ley de Ohm, A = V/Ω. Las realizaciones prácticas de las unidades derivadas volt y ohm, se basan en los efectos Josephson y Hall cuántico respectivamente.
(b) a través de un dispositivo de transporte individual de electrones SET o similar, la relación de unidades, entre el ampere, la unidad de carga eléctrica, coulomb (C), y la unidad de tiempo, el segundo (s). A = C/s, El valor asignado a C se obtiene del valor de la carga elemental e dado en la definición del ampere
(c) a través de la relación de unidades A = F·V/s, donde F es el símbolo de la unidad de capacidad eléctrica, el farad.

A continuación describiremos sucintamente la realización de los efectos Josephson y Hall cuántico en el INTI, para realizar el ampere según la opción a.

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El volt

Desde el año 1992 la representación del volt se realiza en el INTI a partir del efecto Josephson. Este efecto se basa en una referencia en tensión muy estable que se obtiene con un arreglo de junturas Josephson en las que la tensión obtenida está cuantificada.
Vn = n hf/2e
h es la constante de Planck de valor 6.626 070 15 × 10−34 J s de acuerdo al SI,
e  es la carga eléctrica elemental de valor 1.602 176 634 × 10−19 C de acuerdo al SI,
ƒ es la frecuencia de radiación aplicada al sistema, con trazabilidad a la unidad de base del SI segundo,  determinado por el estado fundamental no perturbado de la frecuencia de transición hiperfina del átomo de cesio 133 ∆νCs de valor 9 192 631 770 Hz de acuerdo al SI,
y n es un número entero. 

La tensión de referencia Vn se realiza actualmente en los laboratorios de INTI con una incertidumbre total expandida menor a 10 nV. El arreglo de junturas Josephson que posee el laboratorio consiste en una serie de 2000 junturas superconductor-aislante-superconductor. Este arreglo se sumerge en un baño de helio líquido a 4,2 K y se irradia con señales de microondas de 70 GHz, que llegan al arreglo a través de una guía de ondas. El sistema permite obtener una tensión continua de 1,2 V como máximo. La frecuencia de microondas es medida y controlada por un contador que a su vez está referido a la señal del reloj atómico que posee el INTI. Este reloj genera una frecuencia de 10 MHz con muy alta estabilidad y exactitud.

Alcance

El equipo para producir el efecto Josephson permite obtener tensiones eléctricas hasta 1,2 V de valor nominal. Por lo tanto se calibran en forma directa contra el efecto Josephson las salidas de 1,018 V y 1 V de los patrones de tensión continua electrónicos.  La salida en 10 V de los zeners se calibra también con el efecto Josephson pero en forma indirecta usando un divisor resistivo.

Aplicación

Una vez obtenida la referencia de tensión eléctrica continua se calibra el banco de patrones de tensión de estado sólido (zeners) en los valores de 1.018 V y 1 V a través del efecto Josephson. También se calibra el banco de pilas patrones tipo Weston saturadas de INTI, mantenidas en un baño de aceite termostatizado, que han sido los patrones primarios de tensión eléctrica por más de 30 años. Los zeners luego son usados por otros laboratorios como transferencia de la unidad de tensión para la calibración de instrumentos tales como calibradores, multímetros digitales, etc.

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Trazabilidad y Mantenimiento

El sistema para producir la tensión Josephson y las incertidumbres declaradas están validadas a través de comparaciones bilaterales en zeners y en el equipo Josephson con el BIPM. El sistema se enciende dos veces por año y con él se calibran el banco de zeners patrones y otros zeners de usuarios de acuerdo a los requerimientos que existan. Con los patrones electrónicos de tensión contínua recién calibrados se comparan luego las pilas del banco y los transvolt propios y de usuarios que requieran calibración.

El ohm

Desde septiembre de 2005 se realiza en el INTI la representación del ohm a través del efecto Hall cuántico (QHE). Para producir este efecto debe someterse a una temperatura muy baja y a un campo magnético muy intenso una muestra formada por materiales semiconductores, de esta forma se puede obtener un valor de resistencia transversal muy estable.
Esta resistencia transversal se llama resistencia Hall (RH) y tiene tener valores que son independientes de otras magnitudes físicas y sus cambios, dependiendo sólo de las constantes universales h,  la constante de Planck i e, la carga del electrón.

Siendo  i un número entero positivo i = 1, 2, ….. Para i = 1, RH = RK =  25 812, 807 Ω, (RK es la llamada constante de von Klitzing).

Equipamiento QHE

El equipo para producir el efecto Hall cuántico permite alcanzar temperaturas muy bajas, de pocas décimas de Kelvin y campos magnéticos muy intensos, mayores a los 10 T.

Alcance

La unidad de resistencia eléctrica ohm es diseminada en toda la escala  de resistencia por diferentes bancos de resistores patrones, de acuerdo al rango de valores en el que se encuentran. Estos rangos están diferenciados como rango bajo, que incluye valores de resistencia desde 0,1 mΩ hasta 1 Ω, rango medio entre 1 Ω y 10 kΩ y rango alto entre 10 kΩ y 10 TΩ, lo cual representa 17 órdenes de magnitud en todos los rangos. En particular, el banco de resistores patrones de 1Ω es mantenido por nuestro instituto desde hace más de 30 años.

Mantenimiento

Las condiciones ambientales del laboratorio son
Temperatura ambiente 23 ºC, U =  1 ºC
Humedad relativa ambiente 50%, U = 10 %
Los resistores patrones primarios en aceite son mantenidos en un baño de aceite de silicona a una temperatura de 20, 03 ºC, U =  0, 01 ºC.

Capacidades de medición

En el Apéndice C del Acuerdo de Reconocimiento Mutuo entre Institutos Nacionales de Metrología (CIPM-MRA) , pueden verse las capacidades de medición y calibración del INTI en Electricidad.

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