Tecnología Electrónica

Por qué los Osciloscopios Miden Voltaje, No Corriente (Directamente)

La Razón Fundamental: Los Osciloscopios Son Voltímetros

La entrada vertical de un osciloscopio es un nodo de detección de voltaje de alta impedancia (1 MΩ ∥ 10–20 pF). Mide la diferencia de potencial entre la punta de la sonda y la masa de la sonda (o referencia). No tiene elemento interno de detección de corriente.

Cómo Medir Corriente con un Osciloscopio

Usted infere la corriente midiendo el voltaje a través de una impedancia conocida en serie con el camino de corriente:

I = Vsense / Rsense

Métodos de Detección de Corriente

MétodoPrincipioVentajasDesventajas
Resistencia ShuntR baja (mΩ–Ω) en serie; medir caída de VAncho de banda amplio (DC–GHz), barato, precisoPérdida por inserción, problema de referencia a tierra, disipación de potencia
Sonda de Corriente (AC/DC)Efecto Hall + CT híbrido; se sujeta al cableNo invasiva, aislada, ancho de banda alto (100 MHz+), mide DC$200–$2000, requiere alimentación de sonda, límite de saturación
Sonda de Corriente AC (CT)Acoplamiento por transformadorBarata, alta corriente, aisladaSolo AC, LF limitada (Hz–kHz), desplazamiento de fase
Bobina de RogowskiCT de núcleo de aire + integradorFlexible, alta corriente, sin saturación, ancho de banda amplioSin DC, necesita alimentación de integrador, menor sensibilidad
Voltaje a través de RDS(on) de MOSFETUsar el interruptor como shuntSin componente adicionalRDS(on) varía con T, I; necesita detección Kelvin

Problema Crítico de Puesta a Tierra con Shunts

La masa de la sonda del osciloscopio está referenciada a tierra. Colocar un shunt en el "lado alto" (entre fuente y carga) coloca la masa de la sonda al potencial de carga → corta la fuente a través del clip de masa → daño al osciloscopio / explosión.

  • Solución 1: Coloque el shunt en el **lado bajo** (carga a tierra). Masa de sonda = masa del circuito = masa del osciloscopio. Seguro.
  • Solución 2: Use una **sonda diferencial** (flotante, alto CMRR) a través del shunt en cualquier lugar.
  • Solución 3: Use una **sonda de corriente aislada** (Hall/CT).
  • Solución 4: Osciloscopio alimentado por batería / aislado (poco común).

Directrices para la Selección de Shunts

  • Caída de voltaje a corriente máxima: 50–100 mV (equilibrio entre SNR y pérdida por inserción).
  • Nominal de potencia: P = I²R × ciclo de trabajo. Use shunt de 4 terminales (Kelvin) para >10 A.
  • Inductancia: < 5 nH para bordes rápidos (TO-220/axial malo; SMD/resistencia de detección de corriente buena).
  • Tempco: < 50 ppm/°C para precisión.

Resumen

Los osciloscopios miden voltaje. Corriente = Voltaje ÷ Impedancia. Elija shunt (lado bajo, sonda diferencial) o sonda de corriente (aislada, AC/DC). Nunca flote la masa del osciloscopio en un circuito activo.

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