Medición de Resistencias: Métodos y Equipos Esenciales

Medición de Resistencias: Métodos y Equipos

Puente de Wheatstone

El Puente de Wheatstone es un instrumento de alta precisión diseñado para medir resistencias en un rango que abarca desde cientos de mili-ohmios hasta centenas de kilo-ohmios. Este dispositivo compara la resistencia desconocida (Rx) con resistencias internas de alta precisión y valor conocido. El proceso de medición se inicia habilitando el puente mediante un pulsador (PE) y posteriormente se varía la resistencia R1 hasta que la corriente que circula por el galvanómetro sea cero (puente en equilibrio). En esta condición, se cumple que I_g=0, I₁=I₂ e I_x=I₃. El pulsador PG se utiliza para generar pequeños pulsos y verificar la proximidad al valor deseado. Adicionalmente, se puede emplear un instrumento convencional para obtener una estimación inicial del valor de Rx y acelerar el proceso de medición.

Medición de Resistencias de Muy Bajo Valor

Cuando se requiere medir resistencias de valores muy bajos (del orden de micro-ohmios), la resistencia de los contactos se vuelve significativa y comparable al valor de la resistencia a medir. Para solucionar este problema, se emplean resistencias de cuatro terminales. Dos terminales se utilizan para inyectar la corriente y los otros dos para medir la tensión, eliminando así el efecto de la resistencia de contacto.

Puente de Kelvin

El Puente de Kelvin es una adaptación del Puente de Wheatstone diseñada específicamente para medir resistencias de muy bajo valor. El Puente de Wheatstone convencional no es adecuado en estos casos por dos razones principales:

1. Resistencia de contacto: Al conectar Rx en el puente, la resistencia de contacto introduce errores significativos. El Puente de Kelvin, con su configuración de cuatro terminales, elimina este problema, ya que la corriente elevada que circula por Rx entra y sale por terminales independientes de aquellos donde se mide la tensión.
2. Limitaciones de las resistencias variables de precisión: No existen resistencias variables de precisión con valores tan pequeños como los que se desean medir, ya que la resistencia de contacto del cursor sería comparable a la resistencia a medir. Para solucionar esto, se introduce una resistencia adicional (R5) de valor comparable a Rx, permitiendo al puente comparar las caídas de tensión en ambas resistencias.

Medición de Resistencias de Aislamiento

Para garantizar la seguridad eléctrica de una máquina o instalación, se mide la resistencia de aislamiento, que es la resistencia que debe existir entre las partes activas y las masas metálicas accesibles. Para realizar esta medición, se debe aplicar una tensión varias veces superior a la tensión de trabajo, siguiendo las normativas vigentes según la tensión nominal y el tipo de instalación (máquina o instalación fija). El resultado debe expresarse en ohmios, indicando la tensión aplicada según la norma correspondiente.

Megómetro

El Megómetro es el instrumento utilizado para medir la resistencia de aislamiento. Su característica principal es la capacidad de aplicar tensiones elevadas (500V, 1000V, 5000V, etc.) según la tensión de trabajo de la máquina o instalación. Esto se logra mediante un generador interno, que en modelos antiguos era accionado manualmente con una manivela, capaz de aplicar las tensiones necesarias durante un período determinado con corrientes pequeñas, dado que la resistencia a medir es muy alta.

Medición de Resistencias de Muy Alto Valor

Al medir resistencias del orden de centenas o decenas de mega-ohmios, la película superficial (óxido, suciedad, etc.) presente en toda resistencia juega un papel importante, introduciendo errores significativos al ser comparable al valor de la resistencia a medir. Para mitigar este efecto, se utiliza un anillo de guarda, que consiste en un anillo metálico conductor colocado alrededor de la resistencia a medir. Este anillo se conecta al potencial positivo de la fuente, al igual que el terminal superior de Rx. Dado que la resistencia del amperímetro es muy baja, la caída de tensión en él es despreciable. Esto asegura que la corriente superficial entre el terminal superior y el anillo sea cero, y que la corriente superficial solo circule desde el anillo hasta el terminal inferior, sin afectar la medición del amperímetro.

Telurímetro

El Telurímetro es un instrumento empleado para medir la resistividad del terreno o la resistencia de puesta a tierra de una instalación eléctrica. Consiste en un generador que inyecta corriente a través de un electrodo auxiliar, haciendo que la corriente circule entre este y la jabalina de puesta a tierra. Un electrodo auxiliar adicional mide la caída de tensión entre este y la jabalina. Con base en estas mediciones, el instrumento determina la resistencia de puesta a tierra.

Galgas Extensiométricas

Las galgas extensiométricas se adhieren a la superficie a medir con un pegamento especial resistente a la temperatura. Al deformarse la superficie, cambia la longitud de la pista resistiva de la galga y, por ende, su resistencia. Este cambio es muy pequeño, por lo que se requiere conectarlas a un instrumento de alta sensibilidad, como un puente de Wheatstone, para su medición.