III. MEDICIÓN

DE

PARÁMETROS 3.1 Medición y prueba de

dispositivos y elementos

3.1.1 Resistencias

Una resistencia o resistor R, es un

dispositivo pasivo e invariante en el

tiempo, de dos terminales. La unidad de

medición es el Ohm (Ω).

Resistencias comerciales x 1 x 10 x 100 x 1.000 (K) x 10.000 (10K) x 100.000 (100K) x 1.000.000 (M)

1 Ω 10 Ω 100 Ω 1 KΩ 10 KΩ 100 KΩ 1 M Ω

1,2 Ω 12 Ω 120 Ω 1K2 Ω 12 KΩ 120 KΩ 1M2 Ω

1,5 Ω 15 Ω 150 Ω 1K5 Ω 15 KΩ 150 KΩ 1M5 Ω

1,8 Ω 18 Ω 180 Ω 1K8 Ω 18 KΩ 180 KΩ 1M8 Ω

2,2 Ω 22 Ω 220 Ω 2K2 Ω 22 KΩ 220 KΩ 2M2 Ω

2,7 Ω 27 Ω 270 Ω 2K7 Ω 27 KΩ 270 KΩ 2M7 Ω

3,3 Ω 33 Ω 330 Ω 3K3 Ω 33 KΩ 330 KΩ 3M3 Ω

3,9 Ω 39 Ω 390 Ω 3K9 Ω 39 KΩ 390 KΩ 3M9 Ω

4,7 Ω 47 Ω 470 Ω 4K7 Ω 47 KΩ 470 KΩ 4M7 Ω

5,1 Ω 51 Ω 510 Ω 5K1 Ω 51 KΩ 510 KΩ 5M1 Ω

5,6 Ω 56 Ω 560 Ω 5K6 Ω 56 KΩ 560 KΩ 5M6 Ω

6,8 Ω 68 Ω 680 Ω 6K8 Ω 68 KΩ 680 KΩ 6M8 Ω

8,2 Ω 82 Ω 820 Ω 8K2 Ω 82 KΩ 820 KΩ 8M2 Ω

10M Ω

Resistores de montaje superficial Los equipos más modernos poseen dispositivos de

montaje superficial.

No tiene terminales o alambres de conexión.

Sólo se pueden conectar al circuito impreso por el

lado de la impresión de cobre.

La banda indicadora de tolerancia

desaparece y se “presupone” en base al

número de dígitos alfanuméricos que se

indican. Por ejemplo: un número de 3

dígitos corresponde al 5%, un número de

4 dígitos indica una tolerancia del 1%.

La potencia o modelo de la resistencia solo se determina en función del tamaño del mismo.

Los fabricantes uniformaron su criterio de modo que los resistores se individualiza por su largo y ancho.

En la fotografía de la fig. se puede observar una resistencia cuyas medidas reales son de 12mm de largo por 6 de ancho y un espesor o altura de 1mm.

Resistencia SMD de 10k

Métodos para medir

resistencia Indirecta, mediante voltímetro y con exactitudes

que dependen del tipo de instrumental utilizado.

Permiten determinar valores en un amplio rango

Directa, mediante óhmetros, con exactitudes medias-bajas. También permiten determinar valores en un amplio rango, desde pocos ohmios hasta altos valores, del orden de megaohms.

Medición con métodos de equilibrio (técnicas de cero), utilizando circuitos tipo puente. Es el caso del puente de Wheatstone y sus adaptaciones. Las exactitudes logradas son elevadas ya que pueden variar desde décimas de parte por ciento hasta decenas de partes por millón.

LEY DE OHM El voltaje en las terminales de un conductor

es directamente proporcional a la corriente que fluye a través del mismo.

Se expresa:

V= 𝑅𝐼

Donde:

V=voltaje (Volt)

R=resistencia (Ω)

I=corriente (Amper)

Tomando en cuenta la convención

pasiva de signos, la corriente entra por el

terminal de mayor potencial (más

positivo) y sale por el terminal de menor

potencial (menos positivo o más

negativo), esto indica que este elemento

consume energía y esta energía la

convierte en calor.

La razón de cambio de disipación de

energía, es representada por potencia

instantánea

LEYES DE KIRCHOFF

Con la Ley de Ohm se pueden encontrar

los valores de voltaje y corriente para un

elemento de un circuito.

En general los circuitos están

conformados por varios elementos,

interconectados en una red o malla, que

utiliza conexiones ideales.

Primera Ley de Kirchhoff

LCK Ley de corrientes de

Kirchhoff

La suma algebraica de las corrientes que

entran a un nodo es igual a cero.

𝑖𝑛𝑘𝑛=1 =0

𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 = 0

SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF

LVK Ley de voltajes de Kirchhoff

La suma algebraica de los voltajes

alrededor de cualquier lazo cerrado de

un circuito, es igual a cero.

𝑣𝑛𝑘𝑛=1 =0

𝑉𝑓 + 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 = 0

Puente de Wheatstone

o puente de hilo

Instrumento de gran precisión

Opera en C.C o C.A.

Determina valores de resistencias con

décimas de ohmio.

El circuito fue diseñado por Samuel

Hunter Christie en 1833. Pero fue Charles

Wheatstone quien le dio muchos usos en

1843.

El puente de Wheatstone tiene 4 ramas resistivas, junto con una fuente y un detector de cero,

generalmente un galvanómetro u otro medidor

sensible a la corriente.

Análisis del circuito del Puente de

Wheaststone

LCK nodos a, b y d

Como hay 4 nodos en el puente, las 3 ecs

anteriores son independientes, por lo que

no se utiliza un cuarta ecuación que

corresponde al nodo c.

Aplicando la Ley de Kirchhoff para las

mallas abdefa, acba y bcdb, las ec. son:

Las ecuaciones anteriores constituyen un

sistema de 6 ecuaciones con 6

incógnitas.

Se aplica la regla de Cramer para

calcular cada intensidad.

Errores de medición

El puente de Wheatstone se emplea

ampliamente en las mediciones de

precisión de resistencias desde 1 Ω hasta

varios megaohms.

La principal fuente de errores de

medición se encuentra en los errores

límites de las tres resistencias conocidas

Otros errores pueden ser los siguientes:

a) Sensibilidad insuficiente en el detector de

cero.

b) Cambio en la resistencia de las ramas del

puente debido a efectos de calentamiento

por la corriente a través de las resistencias. El

efecto de calentamiento por las corrientes

en las ramas del puente puede cambiar la

resistencia.

El aumento de la temperatura no sólo afecta la resistencia durante la medición, sino que, las corrientes excesivas pueden producir un cambio permanente en el valor de la resistencia.

La disipación de potencia de las ramas del puente se debe calcular previamente, en particular cuando se van a medir valores de resistencia bajos y la corriente debe ser limitada a un valor seguro.

c) Las fem térmicas en el circuito del puente

o en el circuito de galvanómetro pueden

causar problemas cuando se miden

resistencias de valor bajo.

d) Los errores debidos a la resistencia de los

contactos y terminales exteriores al circuito

pueden intervenir en la medición de valores

de resistencias muy bajos.