¿Qué es un Electrómetro?
Un electrómetro es un instrumento altamente preciso que se utiliza para medir el potencial eléctrico o la tensión mediante la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito.
El electrómetro aprovecha los principios de atracción y repulsión electrostática entre conductores cargados para realizar mediciones sin que fluya corriente a través del circuito. Hay diferentes tipos de electrómetros, como los electrómetros de cuadrante y los electrómetros de capacitancia oscilante, que se utilizan comúnmente.
Los electrómetros de cuadrante emplean una tira metálica móvil, compuesta por cuatro discos separados suspendidos por un cable. Estos instrumentos son capaces de medir no solo el potencial eléctrico, sino también corrientes bajas y el factor de potencia, que indica el aprovechamiento efectivo del consumo de energía en una fuente de alimentación, entre otros parámetros.
Por otro lado, los electrómetros de capacitancia oscilante convierten una señal de corriente continua (CC) en una señal de corriente alterna (CA) al variar la capacitancia en paralelo con la entrada y amplificarla posteriormente para obtener la lectura de salida. Sin embargo, debido a su manejo especializado, en los últimos años los multímetros digitales han ganado popularidad como alternativa más comúnmente utilizada.
Usos de los Electrómetros
Los electrómetros se utilizan a menudo cuando la evaluación con voltímetros ordinarios resulta difícil. Algunas aplicaciones específicas son:
- Cuando se mide la fuerza electromotriz en fuentes de alimentación con alta resistencia interna
- Cuando las tensiones elevadas, como la piezoelectricidad en materiales cristalinos, la electricidad de fricción, etc., no permiten tomar corriente.
- Cuando puede pasar corriente pero se produce la polarización del ánodo y el cátodo, lo que hace imposible medir el valor exacto de la emf.
Los electrómetros tienen una resistencia de entrada muy alta, del orden de KΩ, en comparación con los voltímetros comunes. Por ello, se utilizan para medir el potencial, la resistencia de aislamiento, la carga eléctrica y las microcorrientes en campos como la radiación, la electricidad estática y los materiales aislantes.
Principios de los Electrómetros
En el caso de los medidores de potencial de superficie, que miden la electricidad estática, los electrómetros utilizan el fenómeno de la inducción electrostática para convertir la carga inducida de un objeto cargado en una corriente y medir el potencial cargado a partir del valor de la tensión alterna.
La parte de medición del instrumento de medición del potencial superficial, el sensor del potencial superficial, utiliza el fenómeno de inducción electrostática. El fenómeno de inducción electrostática se refiere al fenómeno de que cuando un objeto cargado se acerca a un conductor, las cargas de polaridad opuesta al objeto cargado son atraídas hacia el lado más cercano al objeto cargado.
En los electrómetros, se genera una carga inducida cuando el electrodo sensor recibe la intensidad del campo electrostático (un valor que indica la intensidad del campo eléctrico, que es proporcional al potencial cargado del objeto cargado). Cuando la intensidad del campo electrostático varía periódicamente en el electrodo vibratorio, la carga inducida también varía periódicamente en sintonía, y fluye una corriente de desplazamiento desde el electrodo sensor a tierra (electrodo de puesta a tierra). Convirtiendo la corriente que fluye en este caso en una señal de tensión alterna mediante una resistencia, se puede medir el potencial cargado de un objeto cargado.
El valor medido se ve afectado por la distancia, el tamaño del objeto y las condiciones ambientales (temperatura, humedad, etc.), por lo que las comparaciones deben realizarse con estos factores constantes.
Más Información sobre los Electrómetros
1. Sobre los Electrómetros de Cuerpo Humano
Entre los diferentes tipos de electrómetros, se encuentra el electrómetro de cuerpo humano, el cual es un dispositivo diseñado específicamente para medir con precisión el potencial eléctrico del cuerpo humano. Este tipo de electrómetro permite determinar, a partir de los valores de potencial medidos, si un dispositivo electrónico que está siendo manipulado por una persona puede ser dañado por una descarga eléctrica proveniente del dispositivo o por una corriente de descarga de herramientas.
Además, el electrómetro de cuerpo humano puede ser utilizado para evaluar el grado en que las medidas electrostáticas, como muñequeras, alfombrillas electrostáticas y zapatos electrostáticos, pueden reducir el potencial eléctrico del cuerpo humano. Esta evaluación es importante para determinar la eficacia de dichas medidas en la protección contra descargas electrostáticas.
2. Puntos a Tener en Cuenta sobre los Electrómetros Redox
En el caso de los electrómetros redox, hay que tener cuidado de no secar la punta del electrodo, ya que el cloruro potásico del electrodo precipitará y obstruirá el orificio de la punta. Las mediciones se realizan agitando el agua con el electrodo para promediar el agua.
Si el medidor de potencial de oxidación-reducción muestra lecturas anormales, lo más probable es que se deba a manchas de agua o a la adhesión de una película de óxido. Cuando se adhieran manchas de agua al sensor, frote ligeramente la punta con un objeto suave similar a un cepillo y lávela con agua del grifo.
Si el valor del potencial de reducción-oxidación sigue mostrando una anomalía, lávelo con detergente neutro diluido con un cepillo suave. Si se adhiere una película de óxido al sensor, debe utilizarse un pulidor de polos de detección.
La película de óxido puede formarse incluso si el sensor se acaba de comprar, debido a la generación de oxígeno durante la agitación durante el transporte. Cuando se mide agua limpia, también hay que tener cuidado para evitar la formación de película de óxido debido al alto contenido de oxígeno.