¿Cómo funciona un multímetro digital?
Los multímetros digitales (DMM) son herramientas útiles utilizadas por personas que trabajan con sistemas eléctricos, ya sea que estén arreglando cosas en la casa o tratando con configuraciones eléctricas más grandes en las fábricas.Estos dispositivos se utilizan para medir cosas como el voltaje (la fuerza que empuja la electricidad a través de un cable), corriente (la cantidad de electricidad que fluye) y la resistencia (lo difícil que es para que la electricidad fluya).En comparación con los multímetros analógicos más antiguos con una aguja y dial, los DMM son más precisos y ofrecen más características gracias a su tecnología digital.Ya sea que esté tratando de solucionar un problema en un circuito o verificar si un cable está conectado correctamente, aprender cómo funciona un DMM lo ayudará a usarlo de manera correcta y segura.Catalogar
Figura 1: Multímetro digital
Introducción a los multímetros digitales
Los multímetros digitales (DMM) se utilizan ampliamente en una variedad de tareas eléctricas y electrónicas, desde simples circuitos domésticos hasta sistemas industriales más complicados.A diferencia de los modelos analógicos más antiguos, que tienen una aguja y un dial, los DMM usan tecnología digital para ofrecer una mejor precisión y más funciones.Estos dispositivos miden tres propiedades eléctricas principales:
• Voltaje (voltios, v): La fuerza que empuja la corriente eléctrica a través de un circuito.
• Actual (Amperios, A): La cantidad de carga eléctrica que fluye a través de un cable o conductor.
• Resistencia (ohmios, Ω): Cuánto material o componente resiste el flujo de electricidad.
Dependiendo del modelo, los DMM también pueden medir otras cosas como la capacitancia (cuánta carga puede almacenar algo), temperatura, frecuencia (con qué frecuencia se repite una señal eléctrica) y continuidad (si un circuito está completo y la electricidad puede fluir a través de él).
Componentes y funciones clave de un multímetro digital (DMM)
Los multímetros digitales (DMM) son herramientas que ayudan a medir cantidades eléctricas como voltaje, corriente y resistencia.Diferentes partes de un DMM trabajan juntas para asegurarse de que brinde lecturas precisas.Comprender estas partes facilita el uso del dispositivo correctamente.Desglosemos algunas de las partes más básicas y cómo funcionan.
Conversión analógica a digital (ADC)
Figura 2: Voltaje de CA y CA de medición de multímetro digital
En el núcleo de cada DMM hay un componente llamado convertidor analógico a digital (ADC).Esta parte cambia las señales eléctricas continuas (como el voltaje o la corriente) en números que aparecen en la pantalla.Un tipo común de ADC utilizado en DMMS se llama Registro de aproximación sucesivo (SAR).
El ADC SAR funciona reduciendo gradualmente el voltaje de entrada hasta que encuentre el número correcto para representar la señal eléctrica.Lo hace primero "muestras" o capturando el voltaje, luego manteniendo ese valor constante mientras lo convierte en un número digital.El detalle y la precisión de este proceso dependen de la resolución del ADC, que generalmente se mide en bits.Un DMM típico tiene una resolución de 16 bits, lo que da un buen equilibrio entre la velocidad y la precisión.Las resoluciones más altas permiten lecturas más detalladas, pero pueden llevar más tiempo, mientras que las resoluciones más bajas dan resultados más rápidos, pero pueden perder cambios más pequeños en la señal.
Precisión y resolución de medición
La precisión es qué tan cerca está la lectura del DMM al valor real de la señal.Por ejemplo, si está midiendo un voltaje de 5.00 voltios, un DMM preciso mostrará un resultado que es casi el mismo que 5.00 voltios.
La resolución, por otro lado, es el cambio más pequeño que el DMM puede notar.Si un DMM tiene una resolución de 0.01 voltios, significa que el dispositivo puede detectar cambios tan pequeños como centésimo de un voltio.Esto es útil cuando necesita ver cambios muy pequeños en la señal.
Algunos DMM avanzados incluyen características como el amortiguación y el promedio para mejorar su rendimiento.El almacenamiento en búfer ayuda a mantener la señal estable, mientras que el promedio requiere múltiples lecturas y suaviza el resultado.Esto reduce los pequeños cambios no deseados en las lecturas causadas por el ruido o interferencia eléctrica.Al promediar los datos, el DMM proporciona un resultado más estable, lo que hace que sea más fácil confiar en el valor mostrado.
Pantalla e interfaz
La pantalla es la parte del DMM que muestra las lecturas.La mayoría de los DMM usan una pantalla de cristal líquido (LCD) para mostrar los números de voltaje, corriente o resistencia.Una pantalla clara es muy útil, especialmente cuando se trabaja en entornos tenues de luz o ocupados.Algunos DMM vienen con una pantalla retroiluminada, lo que hace que sea más fácil leer los números en condiciones de poca luz.
Junto con los números, muchas pantallas de DMM también muestran símbolos para hacerle saber en qué modo se encuentra el dispositivo. Por ejemplo, la pantalla puede mostrar un símbolo para probar la continuidad (para verificar si hay una ruta completa para que la electricidad fluya) o paraPrueba de diodos (para verificar si un diodo funciona correctamente).Estos símbolos hacen que sea más fácil usar el DMM sin tener que buscar lo que hace cada configuración.Algunos DMM también tienen botones o diales adicionales que le permiten cambiar entre diferentes modos y rangos, lo que hace que la herramienta sea más flexible y más fácil de usar.
Capacidades de medición de un DMM
Un multímetro digital (DMM) es una herramienta útil que puede medir diferentes valores eléctricos, como voltaje, corriente y resistencia.Saber cómo usarlo correctamente lo ayudará a obtener lecturas precisas y proteger tanto el dispositivo como el circuito en el que está trabajando.
Medidas de voltaje
Figura 3: Conexión adecuada de los cables de prueba para medir el voltaje de CC con un multímetro digital
Un DMM puede medir tanto la corriente continua (DC) como los voltajes de corriente alterna (CA).Para medir el voltaje de CC, inserte el cable de prueba rojo en el puerto Vω y el cable de prueba negro en el puerto COM.Para el voltaje de CA, el proceso es el mismo, pero el medidor se ajustará automáticamente a leer señales de CA, que cambian de dirección.Muchos DMM modernos tienen una característica que detecta automáticamente la polaridad de un circuito de CC.Esto significa que no tiene que preocuparse por conectar los clientes potenciales al lado positivo o negativo correcto: el medidor lo hará por usted.
Al medir voltajes más altos, el DMM utiliza circuitos internos especiales para reducir el voltaje a un nivel que su sensor puede medir de manera segura.Si está utilizando un DMM que requiere que seleccione el rango manualmente, asegúrese de elegir el rango correcto para el voltaje que está probando.Si elige un rango demasiado bajo, podría sobrecargar el dispositivo, lo que lleva a lecturas o daños incorrectos.
Medidas actuales
Figura 4: Conexión adecuada de un multímetro digital en serie para medir la corriente
Medir la corriente con un DMM es un poco más complejo que medir el voltaje.Para medir la corriente, debe romper el circuito y conectar el medidor en serie, lo que significa que la corriente debe fluir a través del DMM.El medidor luego verifica la corriente mirando la caída de voltaje a través de una resistencia incorporada.
Este método para medir la corriente es más riesgoso que las mediciones de voltaje porque la configuración inadecuada puede dañar el medidor o soplar su fusible.La mayoría de los DMM tienen fusibles para protegerlos de demasiada corriente, pero sigue siendo una buena idea verificar que todo esté configurado correctamente antes de tomar una medición.Siempre asegúrese de que la corriente esperada esté dentro del límite del medidor, y no deje el medidor en modo actual al cambiar a otras pruebas.Olvidar modos de cambiar puede soplar fácilmente un fusible cuando intenta medir algo como voltaje o resistencia después.
Medidas de resistencia
Las mediciones de resistencia con un DMM son bastante fáciles.El medidor envía una pequeña cantidad de corriente a través de la resistencia y verifica la caída de voltaje resultante para calcular la resistencia.Asegúrese de que el circuito esté apagado y no tenga energía antes de medir la resistencia.Si todavía hay energía en el circuito, podría dañar el DMM o obtener una lectura inexacta.
Al medir la resistencia, la temperatura de la resistencia o la presencia de otros componentes en el circuito puede afectar la lectura.Para obtener resultados precisos, a menudo es mejor medir las resistencias por separado, fuera del circuito.
Prueba de continuidad
Figura 5: Realizar una prueba de continuidad con un multímetro digital
Las pruebas de continuidad son una forma rápida de ver si un circuito o un componente tiene una ruta ininterrumpida para que la corriente fluya.En este modo, el DMM hace un sonido si la ruta está completa, que se llama continuidad.Esta característica es especialmente útil al verificar cosas como fusibles, interruptores o cables, ya que puede escuchar el resultado en lugar de tener que ver la pantalla.El sonido le dice inmediatamente si la conexión es buena, lo que lo ayuda a encontrar conexiones rotas o defectuosas más rápido.
Prueba de diodo
En el modo de prueba de diodo, el DMM aplica un pequeño voltaje al diodo y verifica cuánto voltaje cae a través de él.Un diodo de trabajo generalmente muestra un voltaje directo entre 0.5V y 0.7V, dependiendo de su tipo.Al probar un diodo en reversa, el DMM debe mostrar una sobrecarga (OL), lo que significa que no fluye la corriente, lo cual es normal para un diodo de trabajo correctamente en sesgo inverso.
La prueba de diodo es una mejor manera de verificar si un diodo funciona correctamente que usar una verificación de resistencia estándar.Le brinda información más específica sobre el comportamiento del diodo cuando fluye la corriente en la dirección hacia adelante.
Características avanzadas de multímetros digitales
Los multímetros digitales (DMM) son herramientas útiles tanto para profesionales como para aficionados que trabajan con sistemas eléctricos.Algunos DMM vienen con características avanzadas que las hacen aún más útiles para encontrar y solucionar problemas en los circuitos eléctricos.Aquí hay una mirada más cercana a algunas de estas características, explicadas en un lenguaje más simple:
Auto-alcance frente a manual
Figura 6: Multímetro digital de rango automático frente a manual
Una diferencia entre los multímetros digitales es si son automáticos o manuales.Un DMM automático elige automáticamente el rango correcto para medir cosas como voltaje, corriente o resistencia.Esto hace que sea más fácil de usar ya que no necesita saber el valor exacto de antemano.Ahorra tiempo y reduce la posibilidad de errores, especialmente si no está seguro de lo que está midiendo.Por otro lado, un DMM que varía manual requiere que elija el rango usted mismo.Esto le brinda más control y es útil si ya tiene una idea de qué rango esperar.También puede darle una mejor idea de lo que está sucediendo cuando el valor que está midiendo es más alto o más bajo de lo esperado.
Medidas verdaderas RMS
Las mediciones verdaderas RMS (raíz media cuadrada) son útiles cuando trabaja con señales de CA (corriente alterna), especialmente cuando las señales no son suaves.Un verdadero RMS DMM puede medir con precisión el voltaje o la corriente de CA, incluso cuando la señal no es una onda perfecta, como una onda cuadrada o de forma irregular.Los DMM regulares que no tienen RM verdaderos suponen que la señal siempre es una onda suave, lo que puede provocar errores, a veces hasta un 40% de descuento.El uso de un verdadero medidor RMS lo ayuda a obtener lecturas correctas cuando se trata de formas de onda más complicadas o desiguales, que son comunes en dispositivos electrónicos modernos.
Peak Hold y Min/Max Functions
La función de retención de pico captura el valor más alto que alcanza una señal mientras mide.Esto es útil para rastrear sobretensiones rápidas y temporales en la corriente, como la explosión de corriente que ocurre cuando se enciende un dispositivo por primera vez.La función MIN/MAX realiza un seguimiento de los valores más bajos y más altos durante su medición, por lo que puede ver cuánto está cambiando una señal con el tiempo.Estas características son útiles cuando intenta monitorear los cambios en un circuito, como gotas en voltaje o aumentos repentinos en la corriente, sin tener que observar constantemente la pantalla.
Hold de datos y modo relativo
La función de retención de datos le permite congelar la lectura actual en la pantalla, lo cual es útil cuando se encuentra en una situación en la que es difícil ver el multímetro o realizar un seguimiento de lo que está midiendo.De esta manera, no pierde una lectura cuando es difícil ver la pantalla.El modo relativo le permite establecer un valor de referencia, por lo que puede comparar lecturas futuras con este punto de referencia.Esta característica es especialmente útil para detectar pequeñas diferencias, como ligeros cambios en el voltaje o la resistencia, lo que puede apuntar a un problema o desgaste gradual en una parte del circuito.
Medición de frecuencia y capacitancia
Algunos multímetros digitales también pueden medir la frecuencia y la capacitancia.La frecuencia se mide en Hertz (Hz) y es útil al verificar los circuitos que se ejecutan en corriente alterna, como motores o generadores.La frecuencia de medición lo ayuda a averiguar si el sistema funciona a la velocidad correcta o si algo está mal.La capacitancia se mide en Farads (F) y es útil cuando se trabaja con condensadores, que almacenan energía eléctrica.Una medición de capacitancia lo ayuda a verificar si un condensador todavía funciona correctamente o si está desgastado, lo que puede afectar cómo funciona un circuito.Los condensadores se encuentran en muchos circuitos y juegan un papel importante en la regulación de las señales de voltaje o filtrado.
Uso práctico de un DMM
Seguridad multímetro
La seguridad es muy importante cuando se usa un multímetro digital (DMM).Antes de usarlo, siempre verifique la calificación de categoría (CAT) del dispositivo.La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha creado cuatro categorías que describen la cantidad de energía eléctrica y voltaje que un DMM puede manejar sin arriesgar daños o lesiones:
• CAT I: Utilizado para circuitos con baja energía, como los que se encuentran en electrónica o dispositivos pequeños.
• Cat II: Esto es para dispositivos domésticos o herramientas portátiles conectadas a enchufes eléctricos estándar, donde el riesgo de voltajes más altos es menor, pero aún existe.
• Cat III: Diseñado para sistemas eléctricos dentro de edificios, como el cableado en paredes, paneles eléctricos y equipos industriales.Estos sistemas están directamente conectados a la red de distribución eléctrica y pueden experimentar picos de voltaje.
• Gato IV: Cubre áreas con niveles de energía más altos, como líneas eléctricas superiores o servicios de servicios públicos subterráneos, donde la electricidad ingresa a un edificio.Estos sistemas pueden tener aumentos de potencia mucho más fuertes que las categorías más bajas.
El uso de un DMM fuera de su categoría nominal es inseguro y podría provocar daños por lesiones o equipos, porque el medidor puede no poder manejar niveles de energía más altos de los que estaba hecho.Además, siempre verifique que los cables de prueba estén conectados correctamente a los puertos de entrada correctos antes de realizar cualquier medida.Las conexiones incorrectas pueden conducir a lecturas inexactas o dañar el medidor.
Medición de voltaje y corriente de forma segura
Al medir el voltaje, conecte siempre el cable negro (negativo) al suelo o al cable neutral primero, y luego conecte el cable rojo (positivo) al cable vivo.Esto reduce el riesgo de shock porque el medidor no está conectado a la parte viva del circuito de inmediato.Si está trabajando con mayor voltaje, este método también lo ayuda a mantenerlo más seguro al reducir la exposición a la parte viva del circuito.
Para medir la corriente, un medidor de abrazadera es a menudo la mejor herramienta.Un medidor de abrazadera mide la corriente al detectar el campo magnético creado por el flujo de electricidad en un cable.Para obtener una lectura precisa, asegúrese de sujetar solo un cable, ya sea el cable vivo o neutral.Si aprieta los cables en vivo y neutros al mismo tiempo, la lectura será cero porque los campos magnéticos de los dos cables se cancelan entre sí.Para obtener una medición correcta, debe medir solo un cable.
Conclusión
Los multímetros digitales son herramientas útiles para cualquier persona que trabaje con electricidad, ayudándole a medir el voltaje, la corriente, la resistencia y otros valores con precisión.Al comprender las partes básicas del multímetro, como cómo convierte las señales en números y cómo leer la pantalla, puede asegurarse de que la esté utilizando de la manera correcta.Ya sea que esté probando para ver si un circuito está funcionando, medir la cantidad de corriente que fluye o usar características especiales como True RMS (que ofrece lecturas más precisas para las señales de CA), aprender a usar un DMM hará que su trabajo sea más fácil y seguro..Con la práctica, podrá confiar con confianza en su multímetro digital para manejar tareas eléctricas simples y más desafiantes.
Preguntas frecuentes [Preguntas frecuentes]
1. ¿Cómo funciona un medidor actual digital?
Un medidor de corriente digital mide el flujo de corriente eléctrica en un circuito.Lo hace detectando la pequeña caída de voltaje a través de una resistencia conectada en el circuito.El medidor toma esta señal de voltaje, la convierte en un número usando componentes electrónicos y luego muestra el resultado en una pantalla como lectura actual.
2. ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un multímetro digital?
Un multímetro digital funciona midiendo diferentes valores eléctricos, como voltaje, corriente o resistencia, dependiendo de la configuración.Utiliza circuitos dentro para tomar estas medidas, luego los cambia a números que se pueden mostrar en la pantalla.El usuario elige la configuración en función de lo que quiere medir.
3. ¿Cómo se usa un multímetro digital?
Para usar un multímetro digital, primero elige lo que desea medir (voltaje, corriente o resistencia) girando el dial a la configuración correcta.Luego, conecta los cables de prueba a la parte del circuito o dispositivo que desea verificar.Una vez conectado, el medidor mostrará el valor de lo que está midiendo en la pantalla.Asegúrese de seleccionar la configuración y el rango correctos para evitar errores o dañar el medidor.
4. ¿Qué tan preciso es un multímetro digital?
La precisión de un multímetro digital depende del modelo y la calidad.Muchos modelos básicos dan lecturas que son de aproximadamente 0.5% a 1% cerca del valor real.Los modelos más avanzados pueden dar lecturas aún más precisas, a veces tan cerca como 0.01%.Siempre verifique el manual del usuario para conocer la precisión exacta de su dispositivo.
5. ¿Cómo usar un multímetro digital para verificar el voltaje?
Para verificar el voltaje con un multímetro digital, primero gire el dial a la configuración de voltaje (asegúrese de elegir CA o CC, dependiendo de lo que esté midiendo).Conecte el cable negro en el puerto "Com" y el cable rojo en el puerto etiquetado con una "V" para voltaje.Luego, toque el cable negro al punto negativo y el cable rojo al punto positivo en el circuito.El multímetro mostrará el voltaje en la pantalla.Asegúrese de manejar los cables correctamente para evitar errores o cortocircuitos.