Si eres un apasionado de la electrónica o simplemente estás interesado en aprender más sobre la medición de corriente, este artículo es para ti. En esta guía te explicaremos cómo puedes utilizar un osciloscopio para medir la corriente y qué pasos debes seguir para obtener resultados precisos y confiables. ¡No te lo pierdas y descubre todo lo que necesitas saber sobre esta fascinante técnica de medición!
¿Necesitas medir la corriente pero no sabes cómo? ¿Alguna vez ha deseado que hubiera una solución sencilla para realizar algunas mediciones de corriente rápidas? Bueno, ahora sí lo hay, ¡con el uso de un osciloscopio! Un osciloscopio es un dispositivo utilizado en muchos laboratorios y entornos para permitir a los usuarios visualizar señales eléctricas. En esta publicación de blog, exploraremos lo que se necesita para medir la corriente usando un osciloscopio, entendiendo primero los conceptos básicos del dispositivo antes de profundizar en diferentes técnicas y estrategias para realizar lecturas exitosas. ¡Continúe leyendo si desea conocer pasos simples que pueden hacer que su proceso de medición sea mucho más rápido y preciso!
El problema de los osciloscopios
Sin embargo, al intentar utilizar un osciloscopio para medir niveles de corriente muy bajos, pueden surgir algunos problemas. La sensibilidad de las sondas utilizadas con los osciloscopios puede variar mucho de un modelo a otro, lo que dificulta medir con precisión pequeñas cantidades de corriente. Además, a medida que la frecuencia aumenta o disminuye, la distorsión debida a la reactancia capacitiva y la reactancia inductiva se vuelve más pronunciada. Esto puede dificultar que los circuitos del osciloscopio manejen la señal correctamente.
Para resolver estos problemas, los usuarios deben asegurarse de tener sondas de alta calidad que se adapten bien a su aplicación particular, así como utilizar componentes adicionales como resistencias o condensadores para atenuar adecuadamente la señal. Además, los usuarios deben tener en cuenta que el ancho de banda de su osciloscopio limitará la precisión con la que pueden medir los niveles actuales en frecuencias más altas. Como tal, es importante que los usuarios seleccionen un modelo con un rango adecuado para sus necesidades de medición. Finalmente, los usuarios también deben tener en cuenta cualquier otro factor que pueda interferir o distorsionar la señal que se está midiendo.
Al tener en cuenta estas consideraciones al configurar y utilizar un osciloscopio para medir corriente, los usuarios pueden asegurarse de obtener lecturas precisas sin distorsión ni interferencia. Con una configuración y un mantenimiento cuidadosos, un osciloscopio puede proporcionar mediciones precisas de corriente en una amplia variedad de aplicaciones. [1]
Cómo medir la corriente con un osciloscopio
Usando una resistencia de derivación
Uno de los métodos más comunes para medir corriente con un osciloscopio es utilizar una resistencia en derivación. Una resistencia en derivación es una resistencia de precisión de bajo valor conectada en serie con el circuito que se está midiendo. Actúa como un divisor de voltaje, siendo el voltaje a través de él proporcional a la cantidad de corriente que fluye a través de él. Para medir la corriente, conecta los dos extremos de la resistencia en derivación a los canales de su osciloscopio y configura ambos canales para medir el voltaje. La caída de voltaje a través de la derivación será proporcional a la cantidad de corriente que fluye a través de ella, por lo que puedes calcular la cantidad exacta de corriente usando la ley de Ohm.
Uso de una sonda de corriente y un osciloscopio
La forma más sencilla de medir la corriente con un osciloscopio es conectar una sonda de corriente alrededor del conductor que transporta la corriente. Una sonda de corriente es un dispositivo que acopla dos conductores, detecta la corriente que fluye en un conductor y genera un voltaje proporcional a esta corriente en el otro conductor. Al conectar una entrada de osciloscopio de alta impedancia a través del segundo conductor, puede observar tanto la magnitud como la forma de onda de la corriente detectada monitoreando el voltaje generado en la pantalla de su osciloscopio.
Dependiendo del tipo de sonda de corriente que esté utilizando (CA o CC), es posible que necesite componentes adicionales como convertidores CA/CC o amplificadores de puente. Además, es importante seleccionar un rango para la sonda que coincida con los niveles actuales esperados. Una vez que haya conectado la sonda de corriente y el osciloscopio, podrá tomar una representación en el dominio del tiempo de la corriente medida o utilizar mediciones de osciloscopio estándar, como valores RMS o pico de CA.
Uso de un sensor de corriente de efecto Hall y un osciloscopio
Para mediciones de corriente de mayor precisión, especialmente para corrientes bajas (en el rango de miliamperios), a menudo se utiliza un sensor de efecto Hall en lugar de una sonda inductiva. Un sensor de efecto Hall es un componente electrónico que detecta campos magnéticos y produce un voltaje proporcional a la intensidad de ese campo. Un tipo especial de sensor de efecto Hall, llamado “sensor de corriente de efecto Hall”, se puede conectar en serie con el conductor que transporta la corriente que se debe medir. Esto generará un pequeño campo magnético proporcional a la corriente que se detecta.
Al conectar un osciloscopio a través de la salida del sensor de efecto Hall, puede medir y observar tanto la magnitud como la forma de onda de la corriente que pasa a través de él. De manera similar a las sondas inductivas, es posible que se requieran convertidores CA/CC o amplificadores de puente según el tipo de sensor de efecto Hall que esté utilizando (CA o CC). Además, es importante seleccionar un rango para la sonda que coincida con los niveles de corriente esperados y tener en cuenta cualquier voltaje de compensación en la salida del sensor. [2]
Tipos de sondas de corriente para osciloscopios
Sonda de corriente con abrazadera
Una sonda de corriente con pinza es el tipo más común de sonda de corriente que se utiliza al medir corriente con un osciloscopio. Este tipo de sonda se envuelve alrededor del conductor que se está midiendo y no requiere desconectarlo de su fuente de alimentación ni de otros componentes. Estas sondas pueden medir corrientes CA y CC, así como señales de baja frecuencia de hasta 100 kHz. Suelen estar equipados con un amplificador incorporado que amplifica la señal para facilitar el análisis de pequeños cambios en la forma de onda.
Clip en sondas de corriente
Las sondas de corriente con clip son similares a sus contrapartes con abrazadera, pero cuentan con clips que se conectan directamente a un conductor a tierra en lugar de enrollarse alrededor de él. Esto los hace más adecuados para mediciones en las que podría haber interferencias debido a que el conductor está puesto a tierra. Al igual que las sondas de pinza, las sondas de corriente de clip también tienen un amplificador incorporado que facilita el análisis de pequeños cambios en la forma de onda. Pueden medir corrientes CA y CC hasta 100 kHz.
Sondas de corriente de bobina Rogowski
Una sonda de corriente de bobina de Rogowski es un tipo de sonda de corriente no invasiva que utiliza una bobina para medir el campo magnético generado por un conductor. Este tipo de sonda es ideal para medir grandes corrientes, hasta varios cientos de amperios, y también se puede utilizar en aplicaciones de alto voltaje. La bobina de Rogowski no requiere contacto con el conductor que se está midiendo, lo que la hace útil para mediciones en entornos peligrosos o donde podría haber interferencias. El principal inconveniente de este tipo de sondas es su tiempo de respuesta relativamente lento en comparación con otros tipos de sondas. [3]
¿Cómo se utiliza una sonda de corriente con un osciloscopio?
Al medir corriente con un osciloscopio, a menudo es necesario utilizar una sonda de corriente además del osciloscopio. Esto se debe a que la mayoría de los osciloscopios no están diseñados para medir corriente directamente y pueden dañarse si intenta hacerlo. Una sonda de corriente actúa como un transformador que le permite medir de forma segura la amplitud de las corrientes CA o CC sin sobrecargar los circuitos de entrada de su instrumento.
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- Para mediciones de CC, conecte un cable de la sonda de corriente a tierra y el otro cable a uno de los canales de su osciloscopio.
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Cuando utilice una sonda de corriente CA, es posible que necesite ajustar el modo de acoplamiento para que el osciloscopio mida los datos con precisión.
¿Cómo medir la corriente de irrupción?
Medir la corriente de irrupción con un osciloscopio es similar a medir la corriente normal. La principal diferencia radica en el tipo de corriente que se mide. La corriente de irrupción es una ráfaga breve de potencia de alto amperaje que se produce al encender un dispositivo o componente, por lo que es esencial medir con precisión y rapidez.
Para medir la corriente de entrada con un osciloscopio, necesitará:
- Una fuente de alimentación de CA
- Una fuente de alimentación CC
- un osciloscopio
- Una pinza amperimétrica de voltaje (también conocida como amperímetro)
- Cables y sondas de alto voltaje.
- Resistencias de carga para controlar la cantidad de electricidad que fluye a través del circuito.
Una vez que haya reunido todos los componentes necesarios, siga estos pasos:
- Conecte la fuente de alimentación de CA a la pinza amperimétrica de voltaje y configúrela para medir la corriente de CA.
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- Conecte uno de los cables de alto voltaje de la sonda del osciloscopio a una de las resistencias de carga.
- Encienda el osciloscopio y ajuste su configuración para las mediciones de corriente de irrupción (esto variará según su modelo).
- Conecte o encienda cualquier dispositivo para el que esté midiendo la corriente de entrada y observe los resultados en la pantalla de su osciloscopio.
Si sigue estos pasos, podrá medir con precisión la corriente de irrupción con un osciloscopio de forma fácil y segura. [5]
Limitaciones de potencia
Es importante tener en cuenta las limitaciones de potencia de los osciloscopios al medir corriente con un osciloscopio. Los osciloscopios analógicos y digitales básicos normalmente pueden medir hasta varios cientos de miliamperios (o 0,3 A) antes de empezar a experimentar problemas debido al consumo de energía de las sondas. Los osciloscopios especializados de alta gama pueden medir mucha más corriente, pero para la mayoría de las aplicaciones este nivel de corriente debería ser suficiente. Para medir corrientes más altas, es mejor utilizar una pinza amperimétrica o un amperímetro por separado. También es importante recordar que la potencia asociada con mediciones de corriente más altas puede causar ruido eléctrico significativo y distorsión en la pantalla del osciloscopio, así que asegúrese de tomar precauciones de seguridad si mide corriente más allá de 300 mA. Por último, tenga en cuenta que es posible que algunos osciloscopios no tengan suficiente potencia para mediciones de corriente alta y esto podría dañar el osciloscopio o provocar lecturas inexactas. [6]
Preguntas más frecuentes
¿Cómo se puede utilizar un osciloscopio para medir corriente?
Se puede usar un osciloscopio para medir corriente conectando el cable de tierra de la sonda del osciloscopio al mismo punto que el lado negativo de la fuente de voltaje y luego conectando la punta de la sonda directamente al lado positivo de la fuente de voltaje. Esto permitirá una medición directa de la corriente a través de los puntos, sin necesidad de componentes adicionales. El osciloscopio debe configurarse para mostrar un acoplamiento de CA o CC dependiendo del tipo de señal que se esté midiendo, y también se deben configurar otros ajustes apropiados. Al medir estos dos puntos en diferentes momentos, es posible calcular un valor actual promedio a lo largo del tiempo. Además, este método permite realizar mediciones muy precisas en cortos períodos de tiempo debido a su alta precisión en señales digitales.
¿Puede un osciloscopio medir CA y CC?
Sí, un osciloscopio puede medir tanto CA como CC. Al medir señales de CA, el osciloscopio muestra una forma de onda continua del voltaje a lo largo del tiempo. La señal también se puede mostrar en términos de frecuencia, que es el número de veces que se repite cada segundo. Al medir señales de CC, el osciloscopio muestra una línea recta que representa la amplitud o valor del voltaje en un momento dado. Para medir la corriente con un osciloscopio, se necesitan accesorios especiales, como sondas de corriente, para convertir la corriente eléctrica en un voltaje que pueda medirse con el osciloscopio. Este voltaje luego se muestra en pantalla junto con otros parámetros como la frecuencia o la potencia.
¿Es un osciloscopio un multímetro?
No, un osciloscopio no es un multímetro. Un multímetro mide la resistencia eléctrica, el voltaje y la corriente, pero no puede mostrar la forma de onda de una señal como lo hace un osciloscopio. Un osciloscopio se utiliza para analizar señales eléctricas mostrándolas en forma de gráfico o tabla, por lo que puede usarse para medir frecuencia, cambio de fase y otros parámetros que son difíciles de medir con un multímetro. Se puede utilizar un multímetro para medir el consumo de energía de los componentes conectados a él, mientras que un osciloscopio no. Un osciloscopio se utiliza principalmente para solucionar problemas de circuitos electrónicos y analizar señales complejas como las creadas por computadoras. También es útil en el diseño de nuevos sistemas electrónicos donde se requiere una comprensión detallada de la dinámica del sistema.
¿Se puede utilizar un osciloscopio como amperímetro?
Sí, se puede utilizar un osciloscopio como amperímetro, siempre que la señal actual esté atenuada y se muestre en los canales de entrada del osciloscopio. Esto implica conectar transductores o derivaciones de corriente a la fuente de alimentación y luego enrutar las señales de voltaje resultantes correspondientes a la corriente que se mide en dos de los canales de entrada del osciloscopio. Luego, la señal de voltaje de cada canal se divide por un valor de resistencia calibrado que corresponde al circuito particular en cuestión. Combinando estas dos señales, la corriente total que pasa por ese circuito se puede calcular y mostrar en pantalla. Además, algunos osciloscopios digitales modernos también cuentan con funciones integradas diseñadas específicamente para medir corrientes mediante este método.
¿Puede CRO medir la corriente alterna?
Sí, es posible medir corriente alterna con un CRO (osciloscopio de rayos catódicos). Para medir la corriente alterna, el CRO debe conectarse en serie con el circuito que transporta la corriente. Necesitará un transformador de aislamiento de potencia adecuada para este fin. El osciloscopio también debe tener una capacidad de medición de voltaje RMS que le permita medir el verdadero valor de CA de la forma de onda en su pantalla. Luego, la lectura RMS se puede utilizar para calcular el valor de la corriente CA que fluye a través del circuito. Es importante tener en cuenta que las mediciones precisas solo son posibles si las mediciones se toman en puntos específicos dentro de un ciclo; de lo contrario, cualquier distorsión o ruido presente en la forma de onda de CA puede afectar la precisión. Además, al medir corriente CA, es importante seleccionar los rangos correctos en el CRO y configurar correctamente cualquier otro parámetro relevante para garantizar lecturas precisas.
Video útil: Conceptos básicos: medir corriente con un osciloscopio
Conclusión
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Referencias
- https://www.tek.com/en/blog/cómo-puede-un-osciloscopio-medir-la-corriente
- https://articles.saleae.com/oscilloscopes/how-to-measure-current-with-an-oscilloscope
- https://circuitdigest.com/electronic-circuits/how-to-measure-current-with-an-oscilloscope
- https://www.circuitsgallery.com/how-to-measure-current-with-an-oscilloscope/
- https://sciencing.com/measure-current-oscilloscope-6828584.html
- https://sciencing.com/measure-current-oscilloscope-6828584.html
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