Balanza de Watt
La Balanza de Watt es un instrumento de medida experimental diseñado para medir masas de forma muy precisa, registrando corriente eléctrica y voltaje. Ha sido desarrollado como un instrumento metrológico que podría proveer de una nueva definición al kilogramo, unidad fundamental que define la masa, basándose en unidadeseléctricas; motivo por el que es denominado también como "kilogramo electrónico". El nombre de "balanza de Watt" proviene del hecho de que la masa de la muestra es proporcional al producto de corriente eléctrica y voltaje, dicho producto representa una potencia que se mide en vatios, unidad que recibe su nombre del científico James Watt.
La balanza de Watt es una versión más precisa de la balanza de Ampere; un temprano instrumento de medida que mide la fuerza ejercida entre dos bobinas de hilo conductor por las que circula una corriente eléctrica, para calcular a partir de esa fuerza la intensidad de dicha corriente. En la balanza de Watt el principio se invierte: se mide la corriente necesaria para soportar un peso, determinando de esta manera la masa de la muestra. Así pues, este sistema definiría el kilogramo en términos de corriente y voltaje. Dado que las unidades que definen corriente eléctrica y voltaje están definidas en función de constantes fundamentales (velocidad de la luz y constante de Planck), la unidad de masa quedaría también definida en función de constantes absolutas. Esto supone una ventaja frente a la definición actual de masa, que depende de un objeto patrón susceptible de ser dañado, y cuyas propiedades no son completamente constantes en el tiempo.
La balanza fue propuesta en 1975 por el científico B. P. Kibble, del Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido (NPL).1 La principal debilidad del método de Ampere era que el resultado dependía de la precisión con la que fueran medidas las dimensiones de las bobinas. La balanza de Watt posee un paso de calibración extra que elimina el efecto de la geometría de las bobinas, aumentando notablemente la precisión. Este paso de calibración consiste en mover la bobina a través de un campo magnético conocido a una velocidad conocida.
La balanza desarrollada en Inglaterra ha sido enviada al National Research Council of Canada, donde está siendo probada, aunque existen otros experimentos con balanzas de Watt en:
- National Institute of Standards and Technology (NIST), (EE. UU.)
- Oficina federal suiza de metrología (METAS) (Berna, Suiza)
- Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM), (Francia)
- Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE), (Francia),2
Hasta la fecha, el récord de precisión lo ostenta la balanza del NIST, con un margen de error de 3.6×10−8,3 pero los experimentos esperan obtener un error de sólo 1×10−8.
Balanza granataria
Una balanza granataria es un tipo de balanza muy sensible, esto quiere decir que pesa cantidades muy pequeñas y también es utilizada para determinar o pesar la masa de objetos y gases.
Suelen tener capacidades de 2 o 2,5 kg y medir con una precisión de hasta 0,1 o 0,01 g. No obstante, existen algunas que pueden medir hasta 100 o 200 g con precisiones de 0,001 g; y otras que pueden medir hasta 25 kg con precisiones de 0,05 g.1
Es muy utilizada en laboratorios como instrumento de medición auxiliar, ya que aunque su precisión es menor que la de una balanza analítica, tiene una mayor capacidad que esta y permite realizar las mediciones con más rapidez y sencillez, así como por su mayor funcionamiento.
Las balanzas electrónicas equilibran la fuerza ejercida por un electroimán cuya alimentación está regulada automáticamente en un lazo cerrado por un circuito electrónico.
Para su correcto funcionamiento, una balanza debe estar correctamente nivelada sobre una superficie rígida. La balanza debe ser calibrada periódicamente y cada vez que se traslada de lugar. Para ello se utilizan masas patrón que, a su vez, están calibradas con mayor precisión que la precisión de la balanza.
La limpieza es un factor muy importante, por lo cual no deben ubicarse las sustancias directamente en el plato de la balanza, sino sobre un contenedor.
En las balanzas electrónicas, antes de pesar la muestra debe ponerse a cero la lectura con el contenedor, lo que se conoce como tarar la balanza. Esto permite no tener que descontar posteriormente la masa del contenedor.
Al realizar una serie de mediciones debe evitarse cambiar de balanza.
Para realizar la lectura correctamente en las balanzas mecánicas debe evitarse el error de paralaje, alineando la visualización correctamente.1 debe ponerse en cero y colocar el peso en el plato e ir moviendo su sistema hasta lograr su peso.
BALANZA GRANATARIA
La balanza granataria es uno de los elementos que más frecuentemente se usan para medir. El objetivo para el cual están destinadas este tipo de básculas es el de determinar la masa general de una sustancia o bien pesar una determinada cantidad de esa masa.
Ahora bien, en cuanto a la medición de la masa del cuerpo, hay un procedimiento especial que se debe llevar a cabo. En primer lugar, para que dicho proceso se suscite correctamente hay que establecer una comparación entre el peso del cuerpo con otro peso: el de otros cuerpos de masas conocidas o familiares, a las que se denominan pesas.
En segundo lugar, el proceso va a variar dependiendo del trabajo que se quiera realizar, porque no siempre se selecciona el mismo tipo o la misma serie de balanza. De todas maneras, se va a optar, por lo general, por una balanza que pueda adecuarse a la medición del peso con sensibilidad y con rapidez suficientes, dos criterios que deben ser considerados indefectiblemente.En cuanto al factor de sensibilidad, éste va a depender de la capacidad que tenga la balanza granataria. Para ilustrar con un ejemplo, las balanzas que han sido diseñadas con el objetivo de que pesen kilogramos no van a poseer una sensibilidad que les permita tener reproducibilidad suficiente para las pesadas en miligramos.
En lo que respecta a su constitución, estos dispositivos de pesajes van a estar construidos de distintas maneras, puesto que pueden ser de doble plato o bien de un solo plato. En el primer caso, las balanzas de doble plato muestran una mayor predisposición al deterioro por desuso. En el segundo caso, cuentan con un peso sumamente fijo colocado a un lado del dispositivo, al que se denomina contrapeso. Asimismo, posee una serie de pesas que pueden ser cambiables de un lado al otro. Cabe decirse que hay un tercer modelo de balanza granataria que es la llamada “de triple brazo”.
Se trata de un tipo de báscula de gran precisión y que además representa una opción muy económica para el usuario. Dicho esto, los ambientes donde se utilizan con mayor frecuencia son los laboratorios de enseñanza y también los cuartos oscuros. Su capacidad máxima, por otra parte, puede ser de de 2610g, junto con el juego de pesas incluidas. El plato plano, a su vez, va a ser de 15.2cm, con dimensiones de 16 cm alto x 44.4cm de largo. Otros modelos ayudan al sembrado de los kilogramos de semilla exactos, y tienen en su constitución una guía muy sencilla de comprender para regular la medidora. La precisión es ideal: 0.1 gramos y el peso máximo es de 200 gramos. Puede funcionar con pilas chicas y tiene función de tara.
Partes y funcionamiento de la balanza granataria
Para operar correctamente este tipo de básculas, las mismas tienen que ser tratadas con sumo cuidado, dado que son modelos bastante costosos.
Por otro lado, siempre se recomienda el no pesaje de aquellas sustancias químicas directamente sobre el platillo de la balanza. Por ello, se solicita que se usen pesasustancias o bien un beaker, papel destinado al pesaje. Si no se llega a conseguir dicho papel, también es posible usar un vidrio de reloj o bien un recipiente adecuado para medir el peso de esos materiales químicos. Respecto a las sustancias que se pueden pesar en las balanzas granatarias, las mismas tienen que ser controladas para evitar cualquier posibilidad de derrame, ya que cuando el líquido cae sobre la balanza, ésta puede ser severamente dañada.
Por otro lado, siempre se recomienda el no pesaje de aquellas sustancias químicas directamente sobre el platillo de la balanza. Por ello, se solicita que se usen pesasustancias o bien un beaker, papel destinado al pesaje. Si no se llega a conseguir dicho papel, también es posible usar un vidrio de reloj o bien un recipiente adecuado para medir el peso de esos materiales químicos. Respecto a las sustancias que se pueden pesar en las balanzas granatarias, las mismas tienen que ser controladas para evitar cualquier posibilidad de derrame, ya que cuando el líquido cae sobre la balanza, ésta puede ser severamente dañada.
En cuanto al encendido del dispositivo, en primera medida hay que ajustarlo a cero, para luego pedir instrucciones a profesores especialistas o técnicos. Esto se recomienda debido a que la mayoría de las balanzas tienen un modo de operar diferente, de ahí que puedan encontrarse tantos modelos y series. Una vez que se ha realizado todo el proceso de pesaje, hay que poner las pesas a cero, es decir, descargar completamente la báscula. Otro factor importante para tener en cuenta tiene que ver con el pesaje de los objetos o de las sustancias a una determinada temperatura.
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