Porque al usar un voltimetro puesto en AC y mido voltaje DC, la medicion es incorrecta (Variable, inestable)?

Question

Esta pregunta la necesito para un curso de laboratorio de circuito que tiene que ver con mediciones electricas y para ser mas especifico relato lo que paso:
Cuando puse el voltimetro (Digital) para medir voltaje AC y las puntas de prueba las puse en voltaje DC las medidas que arroja son totalmente inestables comienzan a variar de forma indefinida, y en el caso contrario cuando el voltimetro esta puesto para medir DC y lo pongo en AC mide Cero. Porque ?
De ante mano muchas gracias por sus respuestas.

Esta pregunta la necesito para un curso de laboratorio de circuito que tiene que ver con mediciones electricas y para ser mas especifico relato lo que paso:
Cuando puse el voltimetro (Digital) para medir voltaje AC y las puntas de prueba las puse en voltaje DC las medidas que arroja son totalmente inestables comienzan a variar de forma indefinida, y en el caso contrario cuando el voltimetro esta puesto para medir DC y lo pongo en AC mide Cero. Porque ?
De ante mano muchas gracias por sus respuestas
Si me pueden reconmendar un libro o una pagina de internet donde pueda consultar les agradeceria demasiado

Answer 1

Sólo una aclaración: Algunos testers digitales insertan en el modo de medición de AC, un capacitor en serie (generalmente cerámico y de un valor menos a 1 microfaradio) para eliminar toda componente continua espúrea. Por esa razón, esos voltímetros medirán toda tensión continua como "cero voltio", aunque si se observa atentamente, en el momento de aplicar la tensión a las puntas, hay una lectura errática que decae rápidamente a cero.

En otros testers que carecen de ese capacitor, la tensión continua medida en modo AC se aplicará directamente al rectificador y, según el modelo, podrá dar una lectura aproximada a la tensión real, cero si la tensión continua polariza inversamente al rectificador) o casi cualquier otra cosa. En uno de mis testers, una tensión de 1,5 voltios medida en la escala de 200 voltios AC da 2,2 voltios en cualquier sentido; en otro, en las escala de 10 voltios AC da 1,2 voltios en un sentido y 0 en el sentido inverso.

Answer 2

la corriente ac(alterna) su mismo nombre lo dice alterna dependiendo a veces esta en positivo y aveces esta en negativo en cambio la directa tambien la llamam vcc voltaje corriente continua y que es positiva y no esta cambiando la alterna maneja una onda que se llama senoidal

Answer 3

cuando lo colocas en DC y mides AC la variacion de la onda (alterna) influye en la marca, pues el voltimetro digital recibe la señal de la onda, pero en el cambio de fase varia, pero es tan rapido que solo varia inestablemente.

Y cuando colocas en AC y mides DC simplemente no halla la semionda y no te marca nada. algo asi va el rollo ese.

Answer 4

Corriente alterna vs. Continua
La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua.
La energía eléctrica viene dada por el producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica dependen de la intensidad, podemos, mediante un transformador, elevar el voltaje hasta altos valores (alta tensión). Con esto la misma energía puede ser distribuida a largas distancias con bajas intensidades de corriente y, por tanto, con bajas pérdidas por causa del efecto Joule. Una vez en el punto de utilización o en sus cercanías, el voltaje puede ser de nuevo reducido para su uso industrial o doméstico de forma cómoda y segura.
CA senoidal
Algunos tipos de ondas periódicas tienen el inconveniente de no tener definida su expresión matemática, por lo que no se puede operar analíticamente con ellas. Por el contrario, la onda senoidal no tiene esta indeterminación matemática y presenta las siguientes ventajas:
•La función seno está perfectamente definida mediante su expresión analítica y gráfica. Mediante la teoría de los números complejos se analizan con suma facilidad los circuitos de alterna.
•Las ondas periódicas no senoidales se pueden descomponer en suma de una serie de ondas senoidales de diferentes frecuencias que reciben el nombre de armónicos. Esto es una aplicación directa de las series de Fourier.
•Se pueden generar con facilidad y en magnitudes de valores elevados para facilitar el transporte de la energía eléctrica.
•Su transformación en otras ondas de distinta magnitud se consigue con facilidad mediante la utilización de transformadores.








Onda senoidal

Figura 2: Parámetros característicos de una onda senoidal
Una señal senoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetros característicos (figura 2), como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:

donde
A0 es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico),
ω la pulsación en radianes/segundo,
t el tiempo en segundos, y
β el ángulo de fase inicial en radianes.
Dado que la velocidad angular es más interesante para matemáticos que para ingenieros, la fórmula anterior se suele expresar como:

donde
f es la frecuencia en hercios (Hz) y equivale a la inversa del período (f=1/T). Los valores más empleados en la distribución son 50 Hz y 60 Hz.



Valores significativos
A continuación se indican otros valores significativos de una señal senoidal:
•Valor instantáneo (a(t)): Es el que toma la ordenada en un instante, t, determinado.
•Valor pico a pico (App): Diferencia entre su pico o máximo positivo y su pico negativo. Dado que el valor máximo de sen(x) es +1 y el valor mínimo es -1, una señal senoidal que oscila entre +A0 y -A0. El valor de pico a pico, escrito como AP-P, es por lo tanto (+A0)-(-A0) = 2×A0.
•Valor medio (Amed): Valor del área que forma con el eje de abcisas partido por su período. El área se considera positiva si está por encima del eje de abcisas y negativa si está por debajo. Como en una señal senoidal el semiciclo positivo es idéntico al negativo, su valor medio es nulo. Por eso el valor medio de una onda senoidal se refiere a un semiciclo. Mediante el cálculo integral se puede demostrar que su expresión es la siguiente:

•Valor eficaz (A): Su importancia se debe a que este valor es el que produce el mismo efecto calorífico que su equivalente en corriente continua. Matemáticamente, el valor eficaz de una magnitud variable con el tiempo, se define como la raíz cuadrada de la media de los cuadrados de los valores instantáneos alcanzados durante un período:

En la literatura inglesa este valor se conoce como r.m.s. (root mean square, valor cuadrático medio). En la industria, el valor eficaz es de gran importancia ya que casi todas las operaciones con magnitudes energéticas se hacen con dicho valor. De ahí que por rapidez y claridad se represente con la letra mayúscula de la magnitud que se trate (I, V, P, etc.). Matemáticamente se demuestra que para una corriente alterna senoidal el valor eficaz viene dado por la expresión:

El valor A, tensión o intensidad, es útil para calcular la potencia consumida por una carga. Así, si una tensión de corriente continua (CC), VCC, desarrolla una cierta potencia P en una carga resistiva dada, una tensión de CA de Vrms desarrollará la misma potencia P en la misma carga si Vrms = VCC.
Para ilustrar prácticamente los conceptos anteriores, consideremos, por ejemplo, la corriente alterna en la red eléctrica doméstica en Europa:
Cuando decimos que su valor es de 230 V CA, estamos diciendo que su valor eficaz (al menos nominalmente) es de 230 V, lo que significa que tiene los mismos efectos caloríficos que una tensión de 230 V de CC.
Su voltaje de pico (amplitud), se obtiene despejando de la ecuación antes reseñada:

Así, para nuestra red de 220 V CA, el voltaje de pico es de aproximadamente 311 V y de 622 V (el doble) el voltaje de pico a pico.
Su frecuencia es de 50 Hz, lo que equivale a decir que cada ciclo de la onda senoidal tarda 20 ms en repetirse. El voltaje de pico positivo se alcanza a los 5 ms de pasar la onda por cero (0 V) en su incremento, y 10 ms después se alcanza el voltaje de pico negativo. Si se desea conocer, por ejemplo, el valor a los 3 ms de pasar por cero en su incremento, se empleará la función senoidal:

Representación fasorial
Una función senoidal puede ser representada por un vector giratorio (figura 3), al que se denomina fasor o vector de Fresnel, que tendrá las siguientes características:
•Girará con una velocidad angular ω.
•Su módulo será el valor máximo o el eficaz, según convenga.

Figura 3: Representación fasorial de una onda senoidal
La razón de utilizar la representación fasorial está en la simplificación que ello supone. Matemáticamente, un fasor puede ser definido fácilmente por un número complejo, por lo que puede emplearse la teoría de cálculo de estos números para el análisis de sistemas de corriente alterna.
Consideremos, a modo de ejemplo, una tensión de CA cuyo valor instantáneo sea el siguiente:

Figura 4: Ejemplo de fasor tensión (E. P.: eje polar).

Tomando como módulo del fasor su valor eficaz, la representación gráfica de la anterior tensión será la que se puede observar en la figura 4, y se anotará:

denominadas formas polares, o bien:

denominada forma binómica.

Corriente continua
La corriente continua (CC en español, DC en inglés) es el flujo continuo de electricidad a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente alterna (CA en español, AC en inglés), en este caso, las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección del punto de mayor potencial al de menor potencial. Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.