De: Manuel García
MEDIDA DE RESISTENCIAS
1. Preámbulo:
Los fenómenos físicos de la conducción eléctrica son bien conocidos y el valor de la resistencia eléctrica ha sido definida cuantitativamente como el cociente entre la diferencia de potencial aplicada entre los extremos del elemento eléctrico en cuestión y la intensidad de la corriente que lo atraviesa.
El valor de la resistencia, como es bien sabido, depende de la constitución del elemento conductor, es decir de su resistividad, y de las dimensiones físicas de aquél. Por su parte, la resistividad no es estrictamente invariable sino que depende fundamental, aunque no exclusivamente, de la temperatura, y en ocasiones en una cuantía nada desdeñable.
Según sea la naturaleza de la conducción eléctrica, el valor de la resistencia de un determinado elemento físico presentará más o menos constancia o estabilidad dependiendo en general tanto de los niveles de ensayo como de condiciones externas tales como humedad, la ya citada temperatura, y en ocasiones, de las intensidades de diferentes radiaciones electromagnéticas, de tal manera que es habitual y necesario especificar junto con el valor óhmico las condiciones diferenciales de medida.
Las determinaciones experimentales de su valor deben hacerse inexcusablemente en corriente continua si se pretende realizar dicha determinación con una exactitud media-alta. En mediciones en las que intervengan exclusivamente instrumentos de valor medio es permisible un cierto grado de rizado de baja frecuencia en la tensión y/o corriente de prueba.
En ocasiones, tal es el caso de elementos electrolíticos, se admite que la medición se efectúe en corriente alterna de baja frecuencia para eliminar parámetros indeseables que introducirían incertidumbres de mayor cuantía que las originadas por los efectos electromagnéticos de campos variables.
De los diferentes procedimientos de medición de este parámetro eléctrico vamos a considerar tres grandes grupos:
1. Los que utilizan valores de tensión e intensidad
2. Los de compensación
3. Los que proporcionan directamente su valor
2. Medida de resistencias con voltímetro y amperímetro:
Es el procedimiento que parece más sensato teniendo en cuenta la defInición de Ohmio, aunque como veremos suele resultar el que proporciona los resultados menos precisos. En él, el elemento en prueba se alimenta con una fuente de tensión continua y estable y se miden lo más simultáneamente posible y con los correspondientes instrumentos los valores de diferencia de potencial y de intensidad. El valor resultante de la resistencia es:
R=U/I
Es importante señalar que los valores de ensayo deben ser tales que no produzcan perturbaciones inadmisibles o daños al elemento cuya resistencia se quiere medir. La intensidad de prueba debe ser tal que no produzca calentamientos por efecto Joule inadecuados, esfuerzos mecánicos de origen electrodinámico que puedan producir choques o deterioros o que si el elemento en ensayo es una bobina no produzca intensidades o inducciones de campo magnético que puedan alterar las características de núcleos o elementos ferromagnéticos afectados.
La exactitud de este procedimiento está directamente ligada a la exactitud con la que se midan los dos parámetros eléctricos. Con instrumentos de calidad media no se sobrepasa el 0'l% de incertidumbre, y eso una vez corregidos los errores sistemáticos inherentes al procedimiento. Precisiones entre 0'5 y 5% pueden ser habituales por lo que la utilización de este procedimiento es bastante restringida y reservada para mediciones especiales que no puedan realizarse rápidamente por otros procedimientos.
No obstante sigue siendo interesante el estudio de este procedimiento pues como se ha dicho, no es descartable su uso alternativo cuando se dispone de instrumentación de gran calidad, o bien cuando el ensayo deba realizarse en condiciones especiales.
2.1. Conexiones corta y larga
Conexión corta
Conexión larga
Figura 7.1. Medida de resistencias en conexión corta y en conexión larga.
Las dos conexiones mostradas en la Figura 7.1 muestran las dos posibilidades topológicas de conexión del voltímetro y amperímetro. En la primera, llamada conexión corta, el voltímetro está conectado directamente a las bomas del elemento a medir y consiguientemente alimentado a la tensión correspondiente. Sin embargo el amperímetro está colocado en una rama que recoge no sólo la intensidad de la resistencia incógnita sino también la consumida por el voltímetro lo cual proporciona una indicación superior a la debida, y por tanto un valor aparente de resistencia menor del real.
Este hecho exigiría en rigor la utilización de instrumentos o sistemas voltimétricos que no consumieran corriente tales como voltímetros electrostáticos o procedimientos de compensación. Afortunadamente en la mayoría de las ocasiones se puede obviar esta exigencia sin merma excesiva de precisión.
En la segunda, llamada conexión larga, es el amperímetro el que está colocado directamente en la misma rama del elemento a medir y por tanto compartiendo con éste la misma intensidad, en tanto que el voltímetro es alimentado por la tensión incógnita incrementada en la caída de tensión que la intensidad produce en el instrumento amperimétrico.
Como en el caso anterior se puede obviar la utilización de procedimientos de medición de intensidades sin caída de tensión que hoy por hoy sólo puede realizarse por procedimientos de compensación.
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