MULTIMETRO

Manejo del Multímetro o Tester Digital

Referencias:

1- Display de cristal líquido.

2- Escala o rango para medir resistencia.

3- Llave selectora de medición.

4- Escala o rango para medir tensión en continua (puede indicarse DC en vez de una línea continua y otra punteada).

5- Escala o rango para medir tensión en alterna (puede indicarse AC en vez de la línea ondeada).

6- Borne o “jack” de conexión para la punta roja, cuando se quiere medir tensión, resistencia y frecuencia (si tuviera), tanto en corriente alterna como en continua.

7- Borne de conexión o “jack” negativo para la punta negra.

8- Borne de conexión o “jack” para poner la punta roja si se va a medir mA (mili amperes), tanto en alterna como en continua.

9- Borne de conexión o “jack” para la punta roja cuando se elija el rango de 20A máximo, tanto en alterna como en continua.

10-Escala o rango para medir corriente en alterna (puede venir indicado AC en lugar de la línea ondeada).

11-Escala o rango para medir corriente en continua (puede venir DC en lugar de una línea continua y otra punteada).

12-Zócalo de conexión para medir capacitores o condensadores.

13-Botón de encendido y apagado.

Aclaración: la corriente alterna o AC por Alternal Corrent, es aquella que se produce mediante generadores electromagnéticos, de tal forma que en el caso de nuestro país, fluye cambiando el polo positivo (polo vivo) a negativo (polo neutro), 50 veces por segundo. Por esto la corriente domiciliaria se dice que tiene un voltaje de 220 V a una frecuencia de 50 HZ (Hertz), (tener en cuenta que un Hertz es un cambio de polo vivo a polo neutro en un segundo). La razón para que la tensión en el uso domiciliario sea alterna, es que resulta menos costosa que la continua, ya que se la puede suministrar más directamente desde la usina, sin rectificarla a corriente continúa.

Las baterías y pilas proveen una corriente continua o DC por Direct Current, es decir que en todo instante la corriente fluye de positivo a negativo. Para el caso de los automóviles es más simple proveerse de un alternador o generador que rectifica la corriente alterna en continua mediante los diodos rectificadores que posee en su interior.

UTILIDAD DEL

TESTER DIGITAL

Es muy importante leer el manual de operación de cada multímetro en particular, pues en él, el fabricante fija los valores máximos de corriente y tensión que puede soportar y el modo más seguro de manejo, tanto para evitar el deterioro del instrumento como para evitar accidentes al operario. El mutímetro que se da como ejemplo en esta explicación, es genérico, es decir que no se trata de una marca en particular, por lo tanto existe la posibilidad que existan otros con posibilidad de medir más magnitudes.

Con un tester digital podemos tener una lectura directa de la magnitud que se quiere medir (salvo error por la precisión que el fabricante expresa en su manual de uso).

En cambio con el tester analógico (o de aguja), tenemos que comparar la posición de la aguja con respecto a la escala, lo cual trae aparejado dos errores, como el de apreciación (que depende del ojo o buena vista del operario) y el error de paralaje (por la desviación de la vista) que muchas veces no respeta la dirección perpendicular a la escala. A todo esto debemos sumarle el error de precisión del propio instrumento, lo cual hace evidente que resulta mucho más ventajosa la lectura de un tester digital.

SELECCIÓN DE LAS MAGNITUDES Y ESCALAS O RANGOS

Continuidad, prueba de diodos y resistencias:

Tengamos en cuenta que para utilizar el multímetro en esta escala, el componente a medir no debe recibir corriente del circuito al cual pertenece y debe encontrarse desconectado. Los valores indicados en la respectiva escala, por ejemplo pueden ser:

Tal cual como está posicionada la llave selectora, nos indica que podemos medir continuidad mediante el sonar de un timbre o “buzzer”, por ejemplo cuando en un mazo de cables se busca

con las puntas de prueba un extremo y el correspondiente desde el otro lado. Se activa un zumbido si la resistencia es menor de 30 Ohm (aproximadamente). Si la resistencia es despreciable (como debería ocurrir en un conductor), no solo sonará el buzzersino que además el displey indicará 000. Cuando encuentra una resistencia, la indicación son los milvolts de caída de tensión, por la resistencia detectada, a mayor resistencia, mayor serán los mV indicados.

Por esto cuando se prueba diodos, en un sentido (el inverso a su polaridad), indica el número “1” a la izquierda del display. Esto significa que está bloqueando la corriente

(con una resistencia muy elevada) y por lo tanto no se encuentra en corto circuito. En cambio en la polaridad correcta, el display indica unos milivolts que dependen del tipo de diodo que se está probando, ya que si bien el diodo conduce conectando las puntas en la polaridad correcta, lo hace con resistencia apreciable. El instrumento fija una corriente de prueba de 1mA.

Cuando buscamos un valor de la resistencia, tenemos para elegir escalas o rangos con un máximo de: 200 Ohm, 2K (2 kiloOhms o 2000 Ohm), 20K (20000 Ohm) y 2M (2 Mego ms o 2 millones de Ohm) y en algunos testers figura hasta 20M.

Si el valor a medir supera el máximo de la escala elegida, el display indicará “1”a su izquierda. Por lo tanto habrá que ir subiendo de rango hasta encontrar la correcta.

Muchas veces se sabe de antemano cuanto debería medir y entonces por ejemplo, si es una bobina primaria de encendido, elegimos buzzer si primero queremos ver su continuidad y luego para el valor de la resistencia pasamos a 200. En cambio, para el bobinado secundario o los cables de bujías, usaremos la de 20K.

Tensión en DC

Sabemos que como voltímetro se conecta en paralelo con el componente a medir, de tal manera que indique la diferencia de potencial entre las puntas.

Donde indica 200m el máximo es 200 milivolts (0,2 V), el resto se comprende tal cual están expresados por sus cifras. Por lo tanto para medir tensiones de batería del automóvil debemos elegir la de 20V. Si se está buscando caídas de tensión en terminales o conductores, podemos elegir una escala con un máximo más pequeño, luego de arrancar con un rango más elevado y así tener una lectura aproximada. Siempre hay que empezar por un rango alto, para ir bajando y así obtener mayor precisión. Cuando el valor a medir supere el máximo elegido, también indicará “1”en el lado izquierdo del display.

Corriente en DC

Para medir esta magnitud, hay que tener mucha precaución porque como amperímetro el tester se conecta en serie. Por lo tanto toda la corriente a medir se conducirá por su interior, con el riesgo de quemarlo. En el manual de uso el fabricante aconseja no solo el máximo de corriente que puede soportar sino además el tiempo en segundos (por ejemplo 15seg.).

La escala a utilizar es:

Donde la escala indica el rango: 2m es 2mA (0,002 A); 20m es 20mA (0,02 A); 200m es 200mA (0,2 A) y por lo tanto 20 es 20 A.

Comentario: en las conexiones del tester para encendido convencional, electrónico e inyección electrónica, se utiliza como voltímetro u Óhmetro y la mayoría de las veces resulta suficiente para resolver el problema. Cuando sea necesario conocer la corriente, es mejor utilizar una pinza amperométrica. Quien les escribe el profesor Ricardo Ángel Disábato, realizará en sus clases prácticas todas las mediciones descriptas en este capítulo de tester digital.

Capacitancia o capacitores:

Utilizamos la escala indicada como CX y su zócalo:

CX quiere decir “capacidad por”, según el rango seleccionado con la llave (3):

· 20 u es 20 uf resultando uf la unidad microfaradio (1uf= 1f x 10^-6), es decir el uf es la millonésima parte del faradio (20uf son 0,00002 faradios). Por lo tanto el rango 20u es el máximo, es decir la mayor capacidad que puede medir este tester.

· 2u es 2uf (2f x 10^-6 = 0,000002 f). Además en otros multímetros podemos encontrar:

· 200n es 200 nano faradios (1nf= 1f x 10^{-9 f) o sea 200nf = 0,0000002 f.}

· 20n es 20 nano faradios o sea 20nf= 0,00000002 f.

· 2000 p es 2000 pf (2000 picofaradios), teniendo en cuenta que 1pf= 1 f x 10^-12 entonces 2000pf = 0,000000002 f.

Consideraciones importantes:

Para los automóviles con encendido por platinos los valores de capacidad pueden ir de 0,20 uf a 0,28 uf, por lo tanto es mejor medir en el rango de 2u.

En valor alto de capacidad puede demorar unos segundos en alcanzar la lectura final.

Siempre los capacitores deben estar descargados, antes de conectarlos al zócalo.

Cuando se trata de capacitores de papel de estaño (como el de los sistemas de platinos) no hace falta respetar polaridad en el zócalo. Pero existen capacitores utilizados en electrónica, que tiene marcada la polaridad y en estos casos se debe tener en cuenta que, por ejemplo la conexión superior del zócalo es positiva y la inferior es negativa (consultar el manual de uso en cada caso).

OTRAS MAGNITUDES

Hay multímetros genéricos que además miden frecuencia en KiloHertz (KHz) y mediante un zócalo adicional (parecido al de capacitores) y una termocupla o conector especial, pueden medir temperatura en ⁰C.

La frecuencia en KHz generalmente tiene un rango único de 20KHz (20000 Hz), que para encendido e inyección electrónica es poco sensible o resulta una escala demasiado grande. Pues necesitamos medir frecuencias que van desde 10 a 15 Hz hasta 50 a 80 Hz y 100 a 160 Hz. Por lo tanto para mediciones precisas de frecuencia hay que adquirir multímetros especialmente diseñados para la electrónica del automóvil.

La temperatura en ⁰C puede ser captada tocando con la termocupla el objeto a controlar y la rapidez con la cual registre el valor a igual que su precisión dependerá de la calidad de cada multímetro y termocupla en cuestión. La temperatura ambiente se obtiene sin conectar la termocupla ya que vienen con un sensor incorporado (dentro del instrumento) para tal fin.

Algunos multímetros también agregan otro zócalo para la prueba de transistores, indicado como hFE. Esto determina el estado de la base y el emisor de dicho semiconductor.

Un multímetro, a veces también denominado polímetro o tester, es un instrumento electrónico de medida que combina varias funciones en una sola unidad. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal de reparaciones en toda la gama de electrónica y electricidad.

Funciones comunes

Existen distintos modelos que incorporan además de las tres funciones básicas antes citadas algunas de las siguientes:

• Un comprobador de continuidad, que emite un sonido cuando el circuito bajo prueba no está interrumpido o la resistencia no supera un cierto nivel. (También puede mostrar en la pantalla 00.0, dependiendo el tipo y modelo).
• Presentación de resultados mediante dígitos en una pantalla, en lugar de lectura en una escala.
• Amplificador para aumentar la sensibilidad, para la medida de tensiones o corrientes muy pequeñas o resistencias de muy alto valor.
• Medida de inductancias y capacitancias.
• Comprobador de diodos y transistores.
• Escalas y zócalos para la medida de temperatura mediante termopares normalizados.

Muy conocido como VOM (Voltios, Ohmios, Miliamperímetro), aunque en la actualidad hay multímetros con capacidad de medir muchas otras magnitudes. (Capacitancia, frecuencia, temperatura, etc.).

Este instrumento por su precio y su exactitud sigue siendo el preferido del aficionado o profesional en electrónica.

Existen otros instrumentos como el osciloscopio que tiene un precio más alto.

Hay dos tipos de multímetros: analógicos y digitales.

Los multímetros analógicos son fáciles de identificar por una aguja que al moverse sobre una escala indica del valor de la magnitud medida

Los multímetros digitales se identifican principalmente por un panel numérico para leer los valores medidos, la ausencia de la escala que es común en los analógicos. Lo que si tienen es un selector de función y un selector de escala (algunos no tienen selector de escala pues el VOM la determina automáticamente). Algunos tienen en un solo selector central.

El selector de funciones sirve para escoger el tipo de medida que se realizará. Ejemplo:

Voltaje A.C. (ACV) Voltaje DC (DCV) Corriente AC (AC-mA) Corriente DC (DC-mA) Resistencia (Ω)

Voltaje en corriente alterna (en voltios) Voltaje en corriente directa (en voltios) Corriente alterna (en miliamperios) Corriente directa (en miliamperios) Resistencia (en ohmios / ohm)

El selector de rangos sirve para establecer máxima que se podrá visualizar (Si no se tiene una idea de la magnitud a medir empezar por el rango más grande). Ejemplo:

Para medir 28 Voltios 2 Voltios 250 Voltios 10 Voltios 12 Voltios 2 Voltios 180 Voltios 21 Voltios

Seleccionar el rango 30V 3V 300V 30V 30V 3V 300V 30V

Véase que se escoge siempre un rango superior al de la magnitud que se mide:

Rangos de medida para los resistores / resistencias en un multímetro

El selector de rango de las resistencias es diferente a la del voltaje y la corriente. Siempre que la función esté en ohmios, el resultado medido será multiplicado por el factor que se muestra en el rango.

Los rangos normales son: R X 1, R X 10, R X 100, R X 1K, R X 10K, R X 1M. Donde K significa Kilo ohmios y M mega ohmios.

Un ejemplo práctico. Si en la pantalla de un multímetro, al medir una resistencia, se lee 4.7 y el rango muestra: x 1000, se tendría medida una resistencia de valor 4.7 x 1000 = 4700 ó 4.7 K (Kilohmios).

Es muy importante escoger la función y el rango adecuados antes de realizar una medición. Si se equivoca puede dañar el instrumento en forma definitiva.

Adicionalmente un multímetro analógico tiene dos perillas que permiten ajustar la aguja a cero (posición de descanso) y la otra para ajustar la lectura de ohmios a cero (0). Para lograr esto se procede de la siguiente forma:
1- Se pone la función en Ohmios.
2- Se pone en el rango: x 1
3- Se unen las puntas de prueba.

Al final del proceso anterior la aguja debe estar en 0 ohmios (ohm). Si no es así se realiza el ajuste con la perilla (con las puntas unidas).

Enlaces relacionados
- Mediciones en AC.
- Mediciones en DC.
- Probar diodos y transistores.
- Galvanómetro balístico.
- Definición de unidades comunes.

ELECTRONVOLTIO

ELECTRONVOLTIO

El electronvoltio, abreviado como eV, es una unidad de energía equivalente a la energía cinética que adquiere un electrón al ser acelerado por una diferencia de potencial en el vacío de 1 voltio. Dicho valor se obtiene experimentalmente por lo que no es una cantidad exacta. 1eV = 1.602176462 × 10-19 J

Es una de las unidades aceptadas para su uso en el SI (Sistema Internacional de unidades) pero que no pertenecen estrictamente a él.

El electronvoltio está muy bien adaptado para trabajar con energías de ionización o de excitación de átomos o para energías de cohesión de moléculas. La energía de ionización es usualmente de unos eV a unas decenas de eV. La energía térmica de partículas (electrones, neutrones) a la temperatura ambiente es de 23 meV (milielectronvoltios). La energía de los rayos X (y de los electrones que los producen) utilizados para hacer una radiografía es de 50 keV.

Sin embargo, en física de altas energías, el electronvoltio resulta una unidad muy pequeña por lo que son de uso frecuente múltiplos como el Mega electronvoltio MeV o el Giga electronvoltio GeV llegando en la actualidad y con los más potentes aceleradores de partículas al Tera electronvoltio TeV.

Algunos múltiplos típicos son:

1 keV = 103 eV

1 MeV = 103 keV = 106 eV

1 GeV = 103 MeV = 106 keV = 109 eV

1 TeV = 103 GeV = 106 MeV = 109 keV = 1012 eV

En física de partículas se usa indistintamente como unidad de masa y energía ya que en relatividad ambas magnitudes se refieren a la misma cosa. La relación de Einstein E=m·c² da lugar a la unidad de masa eV/c².

1 eV/c² = 1.783 × 10-36 kg

1 keV/c² = 1.783 × 10-33 kg

1 MeV/c² = 1.783 × 10-30 kg

1 GeV/c² = 1.783 × 10-27 kg

Nota: La ventaja de expresar la masa de las partículas en múltiplos del electronvoltio es que cuando hablamos de su aniquilación o del coste de producción de estas el paso de energía a masa es directo. Es decir que si se ha destruido un electrón se habrán generado 511keV de energía ya que la masa de esa partícula es de 511keV/c² que es un valor idéntico al de su energía en reposo. Por eso, frecuentemente se omite poner c² en las unidades y se habla de electronvoltios tanto si nos referimos a masa como a energía

ANTIMATERIA Y QUARK

ANTIMATERIA

Es una materia que en su composición hay imágenes especulares de las partículas elementales que conforman la materia que se conoce, las cuales tienen la misma masa que las partículas pero su carga eléctrica y otras propiedades son inversas. Por ejemplo, la antipartícula correspondiente al electrón, llamada positrón, tiene carga positiva, pero en todos los demás aspectos es idéntica al electrón. La antipartícula correspondiente al neutrón, que no tiene carga, difiere de éste por tener un momento magnético de signo opuesto (el momento magnético es otra propiedad electromagnética). En cuanto al resto de parámetros que determinan las propiedades dinámicas de las partículas elementales, como la masa o los tiempos de desintegración, las antipartículas son idénticas a las partículas correspondientes.

La existencia de antipartículas fue propuesta por primera vez por el físico británico Paul Adrien Maurice Dirac, como resultado de su intento de aplicar a la teoría cuántica las técnicas de la mecánica relativista. En 1928 desarrolló el concepto de un electrón con carga positiva; su existencia real se demostró experimentalmente en 1932. La existencia de antiprotones y antineutrones se suponía, pero no se confirmó hasta 1955, cuando fueron observados en aceleradores de partículas. En la actualidad se han observado directa o indirectamente todas las antipartículas.

Un problema profundo en la física de partículas, y en la cosmología en general, es la aparente escasez de antipartículas en el universo. Es comprensible que no existan en la Tierra más que momentáneamente, puesto que las partículas y las antipartículas se aniquilan mutuamente cuando chocan, liberando una gran energía. Es posible que existan galaxias distantes compuestas de antimateria, pero no existen métodos directos de confirmación. Casi toda la información del universo lejano nos llega en forma de fotones, que son sus propias antipartículas y por ello no revelan demasiado sobre la naturaleza de sus fuentes. Sin embargo, la opinión mayoritaria es que el universo está compuesto en su inmensa mayoría de materia 'ordinaria', y se han propuesto explicaciones para ello en la teoría cosmológica reciente (véase Teoría inflacionaria).

QUARK

Tipo de partículas elementales, componentes de otras partículas subatómicas, como el protón y el neutrón, y que no existen de manera aislada.

Quark, una de las seis partículas que, según se cree, son los constituyentes básicos de las partículas elementales llamadas hadrones, como el protón, el neutrón o el pión¹. El concepto de quark fue propuesto independientemente en 1963 por los físicos estadounidenses Murray Gell-Mann y George Zweig (el término quark se tomó de la obra Finnegans Wake del escritor irlandés James Joyce).

Al principio se pensó que existían tres tipos de quark: up, down y strange. Se cree, por ejemplo, que el protón está formado por dos quarks up y dos quarks down. Más tarde, los teóricos postularon la existencia de un cuarto quark; en 1974 se confirmó experimentalmente la existencia de este quark, denominado charm. Posteriormente se planteó la hipótesis de un quinto y sexto quark —denominados respectivamente bottom y top— por razones teóricas de simetría. En 1977 se obtuvieron pruebas experimentales de la existencia del quark bottom, pero el quark top no fue hallado por los investigadores hasta abril de 1994, cuando los físicos del Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), en Estados Unidos, anunciaron que habían encontrado pruebas experimentales de su existencia.

Cada tipo de quark tiene su antipartícula correspondiente, y hay tres clases o colores diferentes dentro de cada quark o antiquark. Los quarks pueden ser rojos, azules o verdes, mientras que los antiquarks pueden ser antirrojos, antiazules o antiverdes. Los colores de los quarks y antiquarks no tienen nada que ver con los colores que distingue el ojo humano, sino que representan una propiedad cuántica. Cuando se combinan para formar hadrones, los quarks y antiquarks sólo pueden existir en determinadas agrupaciones de colores. El portador hipotético de la fuerza entre quarks se denomina gluón.

¹Pion: Partícula elemental del grupo de los mesones cuya masa es unas 270 veces la del electrón