Skiras: Herramientas: Carga Fantasma (III)

lunes, diciembre 09, 2013

Herramientas: Carga Fantasma (III)

Cajas de resistencias

Si te prima más la precisión que la potencia puedes hacerte con una caja de resistencias.

Caja de resistencias para valores bajos

Una caja de resistencias no es más que una serie de resistencias puestas en serie en las que se selecciona el valor final con unos interruptores.

Dicho así puede parecer muy complicado, sin embargo es todo lo contrario, un proyecto muy simple de hacer y una herramienta potente a la hora de medir el comportamiento de los circuitos.

El esquema de una caja de resistencias es muy sencillo:

Esquema de una caja de resistencias con conmutadores rotatorios

El esquema que presento es el de una caja de valores 1Ω a 10MΩ (9999999Ω) con una tolerancia del 1% y una potencia máxima de 1/4W.

¡Ojo!, hay que tener en cuenta que tanto la tolerancia como la potencia máxima están referidas a una sola resistencia, por lo que habrá que tener presente algunas cosas:

Tolerancias: en el esquema anterior se ve claramente cómo funciona la caja de resistencias, si queremos poner el valor de 1000001Ω utilizaremos una resistencia de 1MΩ y una de 1Ω, ambas tienen una tolerancia del 1% por lo que el valor de la resistencia de 1MΩ podría variar entre 990000Ω y 1010000Ω, lo cuál es una variación mucho mayor que el valor de 1Ω que habíamos puesto.

Otra cosa a tener en cuenta es que en resistencias bajas (1Ω-10Ω) será más difícil controlar la tolerancia ya que los cables y conexiones utilizados te introducen unos pocos mΩ que van sumando y pueden fastidiar la tolerancia final (ten encuenta que a 1Ω la tolerancia es de ±10mΩ)

Potencia máxima: tendremos que cuidarnos mucho de la potencia máxima que aplicamos a nuestra resistencia. La potencia dependerá del número de resistencias que estemos aplicando para conseguir un valor: si usamos una sola resistencia la potencia máxima que podremos utilizar es 1/4W, si usamos más la potencia se repartirá entre todas las resistencias que utilicemos (dependiendo de su valor). De forma rápida, podemos decir que es mejor utilizar (en términos de potencia) 999999Ω que 1MΩ. Veamos un ejemplo simple para cuantificar el valor:

Queremos utilizar una resistencia de 100R con una tensión de 10V (100mA de corriente y 1W de potencia total consumida), por lo tanto, la caja de resistencias no serviría. Sin embargo, si usamos 9 resistencias de 10R y 9 resistencias de 1R ( valor total de 99R 101mA de corriente y 1.01W) la potencia en cada resistencia sería de:

Resistencias de 10R: $$ P=I^2 · R = 102.03 mW $$

Resistencias de 1R: $$ P=I^2 · R = 10.203mW $$

Ambos valores mucho menores que la potencia máxima que podemos aplicar a las resistencias. Si te preocupa que no estás aplicando el valor exacto, recuerda lo que hemos dicho antes de la tolerancia: al tener un 1% la resistencia de 100R podía variar entre 99R y 101R, por lo que estaríamos (en principio) dentro de la tolerancia de la resistencia.

S2

Ranganok Schahzaman

PD: Algunos enlaces interesantes:

PD2: Para que veáis una caja de resistencias profesional por dentro un vídeo (en inglés) de una de estas cajas de resistencias (Fluke 5450A)