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¿Qué es y para qué sirve la pinza amperimétrica?

Tiempo de lectura: 7 minutos

¿Qué es la pinza amperimétrica?

Las pinzas amperimétricas son un práctico instrumento de medición. Permiten medir la intensidad en un conductor activo sin necesidad interrumpir del circuito.

Cuando realizamos mediciones de intensidad con el multímetro ordinario, debemos cortar el cableado y conectar el instrumento al circuito bajo prueba.

 

Multimetro Guijarro Hermanos

 

Utilizando la pinza amperimétrica

Sin embargo, utilizando la pinza amperimétrica, podemos medir la intensidad simplemente amordazando un conductor.

Una de las ventajas de este método es que incluso podemos medir grandes intensidades sin necesidad de desconectar el circuito que se está probando.

 

Circuito Pinza Amperimétrica

 

Consideraciones para escoger la pinza amperimétrica

En el mercado disponemos de una gran oferta de pinzas amperimétricas. Estas son algunas consideraciones para tener en cuenta a la hora de escoger un modelo u otro.

Lo primero que deberemos considerar es la intensidad máxima que vamos a medir. Como mayor sea la intensidad a medir, mayor será el diámetro de la mordaza.

Lo ideal es decidirnos por una mordaza que se ajuste lo mejor posible a la intensidad y diámetro de los conductores donde se medirá.

 

pinza amperimétrica Guijarro

 

También podremos elegir pinzas amperimétricas que midan intensidad CA y pinzas amperimétricas que midan intensidad CA y CC.

Así miden los amperios las pinzas amperimétricas.

Pinzas amperimétricas CA

 

pinza amperimétrica CA

 

Las pinzas amperimétricas de corriente CA en general funcionan según el principio del transformador de corriente (CT) que se utiliza para captar el flujo magnético generado como resultado de la corriente que fluye a través de un conductor.

Si suponemos que la corriente que fluye a través de un conductor es la corriente primaria, se puede obtener por inducción, una corriente proporcional a la corriente electromagnética primaria en el lado secundario (devanado) del transformador.

El cual está conectado a un circuito de medición del instrumento.

Esto permite tomar una lectura de intensidad CA en la pantalla digital (en el caso de pinzas amperimétricas digitales) como se ilustra en el diagrama de bloques.

 

EsquemaPinzasCA2

 

Pinzas amperimétricas de corriente CA con mordaza flexible

 

Pinzas amperimétricas de corriente CA con mordaza flexible

 

Estas pinzas amperimétricas utilizan un sensor llamado Bobina de Rogowski. Esta bobina se utiliza como transductor para medir intensidades CA o transitorias.

Se trata de una bobina enrollada uniformemente al aire con un número de vueltas. El extremo final de la bobina vuelve al principio a través del eje central.

Esta bobina amordazará el conductor que queramos medir, el campo magnético creado por el conductor inducirá un voltaje entre los terminales de la bobina Rogowski.

Las ventajas de la bobina Rogowski es que al no disponer de núcleo metálico puede ser abierta y flexible.

Al no existir el núcleo de hierro no existe la saturación que se produce en caso de grandes corrientes, lo que nos permitirá la medición de grandes intensidades.

Pinzas amperimétricas de corriente CA/CC

 

Pinzas amperimétricas de corriente CA/CC

 

Como hemos visto, las pinzas amperimétricas de intensidad CA utilizan el principio de transformación.

Lo usan para convertir el campo electromagnético que fluye a través de un conductor dentro de la mordaza, en un campo electromagnético proporcional en el secundario.

El cual utilizaremos para realizar la medición.

Este principio de transformación no se puede aplicar en campos electromagnéticos generados por intensidades CC.

Para medir estos campos electromagnéticos continuos se utiliza un tipo de sensor llamado elemento Hall.

En general, los elementos Hall se utilizan como sensor para detectar intensidad CC.

Cuando fluye una corriente de polarización y un campo magnético a través de un sensor Hall este genera un voltaje proporcional a la misma.

Al medir la intensidad en CC con una pinza amperimétrica se coloca un elemento Hall en un hueco creado dentro de la mordaza.

Cuando fluye un flujo de campo magnético proporcional a las intensidades primarias CA y CC en las mordazas del transformador, este elemento Hall detecta el flujo magnético y lo extrae como voltaje de salida.

 

MordazaCA_CC

 

Otra característica importante en la precisión de una pinza amperimétrica es el sistema de medición.

Podemos encontrar pinzas amperimétricas que miden el valor promedio y pinzas amperimétricas que miden el verdadero valor eficaz TRMS.

Valor TRMS

La mayoría de las corrientes y tensiones alternas se expresan en valores efectivos. También se denominan valores RMS (Media cuadrática). El valor efectivo es la raíz cuadrada de la media del cuadrado de los valores de tensión o corriente alterna.

Muchas pinzas amperimétricas con circuitos de tipo rectificador tienen escalas que están calibradas en valores RMS para mediciones de CA.

En realidad, miden el valor promedio del voltaje o la corriente de entrada, asumiendo que el voltaje o la corriente es una onda sinusoidal.

El factor de conversión para una onda sinusoidal, que se obtiene dividiendo el valor efectivo por el valor medio, es 1,1.

Estos instrumentos tienen un error si el voltaje o la corriente de entrada tiene otra forma que no sea una onda sinusoidal.

El uso de cargas no lineales como los variadores de velocidad de motores, inversores, ordenadores, iluminación LED etc. producen distorsiones y componentes armónicos en la red que afecta a las pinzas amperimétricas que miden el valor promedio.

Medición TRMS (Valor media cuadrática)

Cuando la corriente de carga no se ve afectada por la distorsión, tanto las pinzas amperimétricas del tipo de valor promedio como las pinzas amperimétricas de tipo TRMS (Media cuadrática) muestran casi el mismo valor de aproximadamente 10A con una forma de onda constante como la mostrada en la imagen anterior.

Sin embargo, cuando la corriente de carga se ve afectada por algunas distorsiones, como un inversor, etc., la pinza amperimétrica  de tipo valor promedio indica 5,5 A en lugar de 9,7 A y la pinza amperimétrica tipo TRMS 7,9 A en lugar de 9,7 A con onda irregular.

Valor Medio Valor TRMS

En consecuencia, se recomienda una pinza amperimétrica de tipo TRMS para la medición de equipos con dispositivos de control de inversor.

Debido al uso de tiristores, inversores y otros controladores de ahorro de energía en el cableado eléctrico actual, las formas de onda de corriente a menudo incluyen componentes armónicos y están distorsionadas en comparación con las ondas sinusoidales (50/60 Hz).

Las pinzas amperimétricas de verdadero valor eficaz TRMS pueden medir formas de onda distorsionadas, ya que las formas de onda se calculan internamente de forma continua.

Por el contrario, cuando las mediciones se realizan con una pinza amperimétrica de valor promedio, se generan errores en el valor de medición porque la pinza amperimétrica no puede hacer un rastreo continuo de las formas de onda distorsionadas.

En comparación con una pinza amperimétrica TRMS, los valores de medición para el valor promedio generan más del 30 % de error en algunos casos.

Factor de Cresta

La relación entre el valor máximo y el valor cuadrático medio, que expresa el rango dinámico. El factor de cresta de una onda sinusoidal no distorsionada es 1,41. Cualquier valor fuera de este significa que la forma de onda se considera distorsionada.

Con las pinzas amperimétricas podemos medir desde el voltaje en un enchufe al voltaje presente en un contador. Una instalación eléctrica está dividida en diferentes categorías e importante saber en qué punto de la instalación eléctrica podemos medir con la pinza amperimétrica.

Categorías de medición (Categorías de sobre voltaje)

Para protegernos contra picos de sobretensión, debemos utilizar instrumentos que cumplan con los requisitos de altos estándares de protección. La IEC (Comisión Electrotécnica internacional) ha elaborado una norma de seguridad internacional y europea denominada IEC 61010-1 con el objetivo de definir los requisitos de seguridad para los instrumentos de medida.

Categorías de medición (Categorías de sobre voltaje)

En particular, la norma IEC 61010-1 define también las áreas de medición de seguridad denominadas categorías, indicadas con la abreviatura “CAT”.

Áreas de categoría de medición

NOTA: Las áreas de categoría de medición a que se muestran en el dibujo anterior están diseñadas solo para instrumentos de prueba de bajo voltaje (<AC 1.000 V).

Los picos de alta tensión son más peligrosos en el origen de la instalación, ya que un pico se atenúa durante su tránsito por la instalación como consecuencia de la impedancia del cable. Por lo tanto, las categorías se clasifican en consecuencia.

En consecuencia, cuanto más cerca estemos del origen de la fuente de alimentación (p. ej., el lado secundario de un transformador de potencia o el cable de servicio entrante), mayor será el número de categoría y el peligro potencial de los picos de tensión.

Escenario de Categorías de Medición

 

O : Circuitos que no están directamente conectados a la red eléctrica

CAT-II: Circuitos eléctricos de equipos conectados a una toma eléctrica CA mediante un cable de alimentación.

CAT-III: Circuitos eléctricos primarios del equipo conectados directamente al panel de distribución, y alimentadores desde el panel de distribución a las salidas.

CAT-IV: El circuito desde el servicio de suministro a la entrada de servicio, y del medidor de potencia al dispositivo de protección de sobre corriente primario (panel de distribución).

CategoríasdeMedición

Es importante escoger una pinza amperimétrica que además de las consideraciones anteriores dispongan de componentes de gran calidad. Lo que nos proporcionará seguridad y muchos años de funcionamiento.

Si la pinza amperimétrica no dispone de las protecciones adecuadas, puede provocar cortocircuitos en el caso de error de conexión o de medición en una tensión superior a la de rango de medición. Esto puede conllevar un riesgo al operario y a la instalación.

Todas las pinzas amperimétricas de Kyoritsu han sido diseñadas con los mejores componentes y por los mejores ingenieros electromecánicos.

Además, estas pinzas amperimétricas están protegidas en todas sus funciones. Esto nos proporciona una gran fiabilidad, seguridad y muchos años de funcionamiento y precisión.

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