Puede ser muy importante para el funcionamiento adecuado de un dispositivo electrónico saber la cantidad de corriente que entra a un nodo, y sale de este, en un circuito. A menudo, la forma más fácil de determinarlo es utilizando un resistor en el recorrido del resto del circuito a ese nodo. Se generará una caída de tensión en el resistor que se puede medir, quizá con un amplificador operacional. El microcontrolador del circuito puede entonces calcular la corriente con la ley de Ohm, I = E/R. Para no perder potencia ni alterar la función del circuito, el resistor (de detección de corriente) debe ser extremadamente pequeño, por lo general, del orden de centésimas (0,01) de ohmios.
Este método es utilizado más a menudo para medir corrientes muy pequeñas, de modo que la cantidad de potencia disipada en el resistor será diminuta. La dificultad con este método es que para los resistores de este tamaño, la resistencia en los conductores hacia el componente y desde él es, en verdad, significativa en comparación con el resistor en sí, y existe la posibilidad de que sea suficiente para generar un error de medición.
Si, por ejemplo, el valor indicado del resistor es de 0,001 ohmio, la resistencia agregada en los conductores puede ser de 0,002 ohmio adicional. En este caso, parece que en el sistema se detecta una caída de tensión en 0,001 ohmio; en realidad, se detecta la caída en 0,001 ohmio más 0,002 ohmio o 0,003 ohmio. Debido a la relación inversa entre la corriente y la resistencia (I = E/R), el valor de la corriente calculada es muy superior al valor real.
Motivos por los cuales se necesitan resistores especializados para la detección de corriente
La solución a este dilema es tener un par extra de conductores, específicamente dedicados a la medición de la tensión, además de los dos conductores originales utilizados para transportar corriente dentro del nodo y fuera de él.
Estos dos conductores extra son los que se utilizan para medir la caída de tensión. Debido a que se supone que el amplificador operacional o cualquier otro dispositivo que lee la tensión tiene una resistencia de entrada alta, la caída de tensión en este segundo par de conductores será insignificante, y el valor real de la corriente se puede calcular de forma precisa. Esta configuración de resistor especializado, con cuatro terminales en lugar de dos, se describe como una conexión Kelvin.
La serie LVK de Ohmite de resistores de detección de corriente de cuatro terminales está disponible a través de Arrow Electronics. La hoja de datos revela una serie de resistores de montaje superficial. La ilustración debajo revela las cuatro almohadillas distintas, dos para la corriente y dos para la medición de la tensión.
Los componentes de esta serie están disponibles en una gama de disipaciones de potencia y de resistencia, y tolerancias. Estos dispositivos tienen coeficientes de temperatura sólidos a pesar de los valores de resistencia de subohmios que ofrecen.
Es difícil comprender el concepto de que la caída de tensión en una longitud corta de un conductor puede generar un error en la medición de corriente, pero con los valores de resistencia pequeños empleados para la medición de corriente, el efecto puede ser bastante significativo. Afortunadamente, los diseñadores tienen una manera económica de evitar la dificultad.
