El multímetro y su aplicación en el automóvil

2. Conceptos
   Básicos
3. Métodos de
   medición
4. Pruebas en el
   alternador
5. Normas de
   seguridad
6. Bibliografía

INTRODUCCIÓN

Los multímetros son una herramienta de prueba
y de diagnóstico invalorable para los
técnicos electricistas, técnicos en mantenimiento,
aire
acondicionado y refrigeración así como otros
profesionales que desean usar este instrumento en sus respectivas
áreas (como es el caso de la electricidad
automotriz) y expertos en múltiples
disciplinas.

Es una necesidad de este trabajo de
investigación en dar a conocer ciertos
aspectos importantes que deben de tenerse en cuenta al hacer
mediciones con el multímetro, daremos al final las
aplicaciones en el automóvil así como las pruebas
respectivas tanto en el alternador, en el motor de arranque
, pruebas de otros elementos en el
automóvil.

Antes de empezar, debemos conocer bien las leyes
eléctricas que gobiernan a los aparatos eléctricos
del automóvil, como en anteriores trabajos de
investigación se darán estos conceptos a modo de
recuerdo.

En un automóvil se efectúan muchos
procesos de
trabajo mediante maquinas eléctricas, estos pueden ser
generadores o alternadores. Es por ello que será necesario
conocer a fondo tanto en la estructura
como de su funcionamiento para hacer reparaciones.

En este trabajo se hace menciona los tipos de
medición que deberán realizarse en
estos tipos de maquinas eléctricas, conoceremos
además un poco de los elementos semiconductores
como son los diodos, daremos
las formas de realizar la medición.

1. CONCEPTOS
BÁSICOS

CORRIENTE ALTERNA.- Es aquella que
cambia de polaridad en función
del tiempo. Una
característica de esta es que es de forma sinusoidal
(adquiere la forma de la función seno).

CORRIENTE CONTINUA .- Es la que nos entrega,
por ejemplo una batería, y es la que tiene polaridad
positiva. La rectificación de la corriente
alterna es una corriente pulsante en este caso, puede ser
positiva o negativa.

LEY DE OHM.- Estable la relación entre
la corriente , la resistencia y
el voltaje. Esta ley establece
que: "La intensidad es directamente proporcional al
voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia
que se opone a ésta".

CORRIENTE ELECTRICA.- Es el Flujo de electrones
a través de un conductor que es generalmente cobre.

SEMICONDUCTOR.- Son materiales
cuya conductividad se encuentra entre los conductores y los
dieléctricos o aisladores. Un ejemplo de ellos es el
germanio y el silicio.

2. EL ALTERNADOR

El alternador, es un generador de corriente
eléctrica que transforma la energía mecánica que recibe en su eje en energía
eléctrica que sirve además de cargar la
batería, para proporcionar corriente eléctrica a
los distintos consumidores del vehículo como son el: el
sistema de
alimentación de combustible, el sistema de
encendido, las luces, los limpiaparabrisas etc.

3. CONDICIONES A TOMAR EN
CUENTA

• La capacidad de la batería
  (amperios/hora).
• Los consumidores eléctricos del
  vehículo
• Las condiciones de circulación (carretera/ciudad,
  paradas frecuentes).

3. PUNTOS DONDE DEBEMOS HACER LA MEDICIÓN

Vamos a ver a continuación los puntos donde debemos
efectuar las mediciones, con el multímetro ya sea digital
o analógico;

• El generador o alternador propiamente dicho
• El puente rectificador (diodos)
• El regulador transistorizado
• La batería
• Artefactos eléctricos (radio, luces,
  etc)

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la opción "Descargar" del menú
superior

De acuerdo al tipo de alternador, estos deben de tener
(si vemos el cuadro comparativo siguiente) un voltaje adecuado
y una corriente para la carga de la batería, lo
suficientemente buena y segura a determinadas velocidades del
giro de motor que es conocido comúnmente como r.p.m. del
motor.

El estrecho escalonamiento permite una optima
adaptación a la demanda de
potencia y
al espacio disponible en el compartimiento motor de los
automóviles modernos.

Esta tabla se solo se da a modo de información, para mas detalle se puede
consultar al fabricante o la hoja de datos del
mismo.

4. METODO DE MEDICION EN EL ALTERNADOR

La corriente eléctrica que produce el alternador
es de tipo alterna aunque, tras pasar por los diodos
rectificadores se convierte en corriente continua.

Durante este proceso de
rectificado, las "crestas" de corriente son convertidas todas a
polaridad positiva; aunque la superposición de todos ellas
no forma una línea continua sino mas bien ligeramente
ondulada: a esta ondulación se le llama "rizado". El un
alternador funcionando correctamente, el nivel de rizado no ha de
ser superior a 0,5 voltios, de lo contrario puede significar que
hay algún diodo rectificador en mal estado.

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5. COMO MEDIR LA CORRIENTE DE FUGA

Si alguno de los diodos rectificadores no se halla en buen
estado es posible que haya alguna fuga de corriente desde la
batería hacia el alternador, lo que provoca a la larga un
deterioro de la placa portadiodos y la descarga de la
batería.

La corriente de fuga se mide conectando
el multímetro en serie con el alternador en el cable de
salida hacia la batería, situando el selector en medida de
corriente y con el motor parado. La corriente máxima fuga
no debe superar los 0,5 miliamperios, de lo contrario
habrá que desconectar el alternador de la batería y
comprobar el estado de
los diodos.

.6. PRUEBAS EN
DESMONTAJE DEL ALTERNADOR

A) PRUEBA DEL ESTATOR

Para verificar los devanados del ESTATOR, primero
tenemos que sacar las tuercas que fijan los cables del estator,
para luego separar el estator del armazón.

El devanado del estator puede ser inspeccionado con el
ohmímetro. Si ésta marca una
lectura baja ,
el devanado esta haciendo tierra.

B) PRUEBA DEL ROTOR

Para comprobar si hay tierra, conectamos el
ohmímetro en uno de los aros deslizantes y el otro al eje
del rotor. Si el ohmímetro marca lectura baja, nos indica
que existe contacto a tierra.

C) PRUEBA DE LOS DIODOS

Los diodos son elementos semiconductores, que dejan
pasar la corriente en un sentido o en otro. También son
utilizados en la rectificación de la corriente alterna
proveniente del alternador que luego será aplicado a la
carga de la batería mediante un sistema de
carga.

Los diodos semiconductores se prueban de la siguiente
manera:

Prueba directa: Si colocamos el
multímetro en la escala de
ohmios y con las puntas de prueba roja en el ánodo y la
punta negra en el cátodo (o en su defecto si éste
posee escala de medición de diodos lo haremos en esa
escala), en la escala x10, en un instrumento analógico y
nos deberá marcar un valor de 1K
aproximadamente.

Prueba Inversa: Para esta prueba procedemos
como la anterior vez, pero colocando las puntas de prueba en
forma inversa. Nos debe marcar una alta resistencia.

De ambas pruebas podemos deducir, si un diodo esta o
no en buen estado. Si presenta fugas o cortocircuitos o
simplemente si esta abierto procedemos a su reemplazo
respectivo. Fijándonos siempre en el código o en su defecto la máxima
corriente que debe soportar. En lo posible debemos reemplazar,
siempre por el original, para evitar variaciones o efectos
secundarios.

7. PRUEBA DE LA CARGA DE LA
BATERÍA

La medida de la tensión de la batería en
vacío, es decir con el motor parado, puede darnos una
indicación bastante precisa de su estado.

Con una tensión entre 12,60V a 12,70V, se puede
establecer que la batería se halla bien cargada y podemos
suponer que el sistema de carga funciona correctamente

Para medir la tensión de la
batería, conectar el multímetro en medida de
tensión en corriente continua (DC voltaje).

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Colocar la punta de pruebas positiva (+) en el terminal
POSITIVO de la batería la punta de pruebas negativa (-) al
borne NEGATIVO de la batería.

8. COMPROBACIÓN DEL ESTADO DE LA
BATERÍA EN EL VEHÍCULO

La comprobación del estado de la batería
sobre el vehículo puede llevarse a cabo de un modo muy
sencillo midiendo la tensión en sus bornes con el
multímetro y ejecutando una serie de fases:

1.    Tensión en
vacío, superior a 12,35 Voltios

2.    Con el motor parado, encender
faros, ventilador, luneta térmica (provocar un consumo
entre 10 y 20 Amperios); la tensión de batería ha
de mantenerse por encima de los 10,5 Voltios tras un minuto de
funcionamiento.

3.    Cortando el consumo de
corriente la tensión de batería ha de subir a los
11,95 en menos de un minuto.

4.    Accionar el motor de
arranque, la tensión no ha de bajar por debajo de 9,50
Voltios. Temperatura
normal. Con bajas temperaturas se admite hasta 8,50
Voltios.

5.    Con el motor a un
régimen de 3000 r.p.m., debe proporcionar una carga
aproximada de 10 Amperios, la tensión debe estabilizarse
entre 13,80 y 14,40 Voltios. A medida que la batería se
carga, la corriente se debe estabilizar sobre 1
Amperio.

9. MOTOR DE ARRANQUE

El motor de arranque es análogo en su constitución eléctrica a una
máquina de corriente continua. Posee una envolvente polar
y un inducido con su correspondiente arrollamientos. Estos
arrollamientos tiene, debido a la elevada intensidad de la
corriente, un diámetro mas grueso de hilo y pocas espiras.
La corriente se toma de la batería y se transfiere al
arrollamiento del campo del inducido. Con esta disposición
de conexión en serie se crea un intenso campo
magnético, y por consiguiente y fuerte momento de
torsión.

9.1 MEDIDA DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE Y CAÍDA
DE TENSIÓN

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Para medir la corriente de arranque, es necesario
utilizar una pinza amperimétrica, ya que el
consumo del motor es tan elevado (más de 200
Amperios) que el multímetro no puede medir tanta
intensidad.

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Con la pinza amperimétrica colocada alrededor del
cable grueso de alimentación del motor de arranque se
acciona el motor. La corriente de alimentación del motor
de arranque aparecerá en el multímetro.

   También es posible comprobar el
estado eléctrico del cable de alimentación del
motor de arranque midiendo la caída de tensión
máxima que se produce al accionar el motor de arranque. De
ser superior a 1 Voltio puede suponerse que el cable o las
conexiones entre batería y motor de arranque se hallan
deterioradas.

10. SISTEMA DE ENCENDIDO

Los automóviles equipados con motor de
explosión necesitan la presencia de una chispa
eléctrica que inicie el proceso de combustión de la mezcla aire + gasolina.
Por medio de una bobina de inducción se ha logrado elevar la
tensión de los 12 V. nominales a mas de 15000 V. Con esta
corriente de alta tensión la chispa puede producirse en
buenas condiciones entre los electrodos de una
bujía.

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11. MEDIDAS EN EL SISTEMA DE ENCENDIDO

a) Bobina de encendido

El mal funcionamiento del sistema de encendido, puede ser
debido a que la bobina de encendido se halle averiada.

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La comprobación de la bobina se
basa en medir la resistencia eléctrica del primario y del
secundario. Teniendo en cuenta que los valores de
resistencia pueden variar si se realizan en frío o en
caliente. Se pueden tomar como referencia los siguientes valores:

La resistencia del primario puede variar de unos pocos
ohm: entre 0,3 a 1,0 en bobinas para encendido electrónico
a valores comprendidos entre 3 y 5 Ohm en bobinas para encendido
con rúptor.

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La resistencia del secundario tiene
valores muy elevados que pueden estar en el rango de entre 10.000
a 13.000 ohm .

Lo mejor a la hora de asegurarse los valores nominales
es consultar los datos técnicos proporcionados por el
fabricante a través de fichas o
manuales de
taller.

b) Bujía .- La bujía tiene una gran
importancia en el buen rendimiento del motor, en el que la chispa
debe siempre saltar en buenas condiciones, cualquiera que sea el
régimen (velocidad del
motor) y la carga (posición del acelerador) del motor, y
ha de hacerlo con la intensidad adecuada para que tenga lugar la
inflamación correcta de la mezcla. Las
bujías son pequeñas y baratas pero muy importantes,
pues siempre están en la línea de fuego.

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El estado de un motor puede ser juzgado por la
apariencia de la punta de encendido de una de sus bujías,
si presenta color café o
gris claro las condiciones del motor pueden ser juzgadas como
buenas y el funcionamiento de la bujía como óptimo.
Veamos algunas características de las bujía en
funcionamiento según el color que estas
presentan:

• VIDA NORMAL Una bujía desgastada no
  solo desperdicia combustible, también forza al sistema
  de encendido, debido a que requiere de un voltaje mayor para
  que brinque la chispa; además puede dañar otras
  partes del motor e incrementa la contaminación ambiental.
• DEPÓSITOS La acumulación de
  depósitos en la punta de encendido es influenciada por
  fugas de aceite y por
  la calidad del
  combustible.
• CORROSIÓN OXIDACIÓN El material
  de los electrodos se ha oxidado y cuando la oxidación es
  elevada tendrá superficies verdosas en el aislador y
  tanto los electrodos como el aislador estarán
  desgastados y ásperos.
• ROTURA Usualmente es causada por la
  expansión y choques térmicos, debidos a
  repentinos calentamientos y enfriamientos.
• EROSIÓN ANORMAL Por los efectos de
  corrosión, oxidación y la
  reacción con el plomo de la gasolina se origina un
  desgaste anormal del electrodo.
• FUNDIDA Los electrodos fundidos son
  ocasionados por sobrecalentamiento, la superficie del electrodo
  esta bastante dispareja y lustrosa, la temperatura a la que se
  funde esta entre 1200 grados y 1300 grados centígrados
• EROSIÓN POR PLOMO Cuando los
  componentes de plomo que contiene la gasolina reaccionan
  químicamente con el material de los electrodos
  (níquel) modifican su composición, los erosionan
  y aumenta la calibración.
• SUCIEDAD POR PLOMO Generalmente aparece como
  un sedimento café amarillento en la punta del aislador,
  este no puede ser detectado por un multímetro a
  temperatura ambiental, la falla de encendido se detecta cuando
  la bujía alcanza una temperatura entre 370 grados y 420
  grados centígrados.
• SOBRECALENTAMIENTO Cuando la bujía se
  sobrecalentó la punta del aislador está
  cristalizada o brilloso y los depósitos que se le
  habían acumulado han sido fundidos a veces se forman
  ampollas.

Como vemos las medidas que realizamos en las
bujía son difíciles de hacer con el
multímetro, para ello debemos ver visualmente el estado
de cada una de las bujías y observar sus
características de acuerdo a lo que hemos mostrado en
las partes anteriores de este trabajo.

C) Reguladores de tensión

La función del regulador de tensión es
mantener constante la tensión del alternador, y con ella
la del sistema eléctrico del vehículo, en todo el
margen de revoluciones del motor de este e independientemente de
la carga y de la velocidad de giro.

La tensión del alternador depende en gran medida
de la velocidad de giro y de la carga a que este
sometido. A pesar de estas condiciones de servicio,
continuamente variables, es
necesario asegurar que la tensión se regula al valor
predeterminado. Esta limitación protege a los consumidores
contra sobre tensiones e impide que se sobrecargue la
batería.

Reguladores de tensión
electrónicos

Este regulador esta formado por un circuito totalmente
integrado a base de componentes electrónicos. Los
componentes van dispuestos en una tarjeta de circuito impreso y
alojados en una caja plastificada, la cual va sellada y cerrada
de forma que no es posible su manipulación, saliendo al
exterior perfectamente aislados los cables o terminales para la
conexión al alternador.

Tienen larga vida y duración, si no se les conecta
indebidamente en el circuito; para ello ya vienen dispuestos y
preparados de fabrica para un determinado tipo de alternador y
con sus conexiones adaptadas según la forma de montaje en
el mismo, sea para montaje exterior sea incorporado al
alternador

Las ventajas del regulador electrónico son las
siguientes:

• Tiempos de conexión mas breves, que posibilitan
  menores tolerancias de regulación.
• Ausencia de desgaste (no requieren
  mantenimiento).
• Elevadas corrientes de conmutación.
  Conmutación sin chispa lo que evita interferencias
  radioeléctricas.
• Resistente a los choques, vibraciones e influencias
  climáticas.
• Compensación electrónica de la temperatura, lo que
  también permite reducir las tolerancias de
  regulación.
• Pequeño tamaño, lo que posibilita el
  montaje adosado al alternador, incluso en alternadores de
  alta potencia.

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12. OTRAS MEDIDAS ELECTRICAS QUE SE PUEDEN REALIZAR
EN EL AUTOMÓVIL

• MEDIDAS EN LOS FAROS.- Se mide
  cada uno de los elementos en la escala de resistencia (escala
  x1). Debemos aclarar que los tipos de faros empleados en el
  automóvil son del tipo resistencia y algunas veces son
  de doble filamento de tungsteno. Las lámparas
  halógenas son imposibles de medir a menos que
  estén en funcionamiento, porque son hechos de un
  gas
  especial
• MEDIDA EN LOS CABLES DE CONEXIÓN.- Son
  las llamadas medidas de continuidad del cable automotriz.
  Debemos tener una resistencia de 0.01 ohmios, o de lo contrario
  debemos hacer una prueba de voltaje midiendo la caída de
  voltaje en el cable.
  MEDIDA EN LOS FUSIBLES.- Podemos hacerlo en forma
  visual. Así como utilizando el multímetro en la
  escala de ohmios (escala x1) y nos debe marcar cero ohmios.
  Otra prueba de verificar si un fusible esta quemado es la
  indicación de voltaje entre sus terminales , esto es en
  el tablero del circuito de fusible o en caso contrario no
  indica nada (cero voltios), en tal caso debemos proceder a
  reemplazo respectivo.

13. NORMAS DE
SEGURIDAD

• Antes de realizar cualquier medida debemos
  asegurarnos si las puntas de prueba están
  completamente aisladas.
• Debemos verificar el correcto funcionamiento del
  multímetro, así como de sus escalas de
  medida.
• Para efectuar medidas de voltaje debemos colocar el
  instrumento en paralelo a la fuente de voltaje.
• Si deseamos medir valores de resistencia, debemos
  tomar la precaución de desconectar toda fuente de
  voltaje que pueda dañar al instrumento; y enseguida
  debemos colocar el instrumento en la escala
  correspondiente.

BIBLIOGRAFÍA

WERNER Schwoch: "Maquinas Eléctricas en el
automóvil"

Lozada Vigo: "Electricidad Automotriz"

Arias Paz: Instalación
Eléctrica

F. Niess, R. Becker: "Manual de
Electricidad Automotriz"

Autor:

Miguel A. Condori

Instituto Superior Pedro P. Diaz

Arequipa – Perú

Agradeceré cualquier comentario acerca de este
trabajo.