Sonda de Alto Voltaje

En ocasiones es necesario medir voltajes de corriente directa de varios miles de voltios. Dado que la mayoría de los multímetros tienen un rango máximo de 1000 volts, de manera que no podemos medir directamente estos voltajes.

Vamos a mostrar como construír una sonda para medir voltajes de corriente directa de hasta unos 25,000 volts. La construcción es sencilla y nos ahorra mucho dinero, ya que una sonda comercial puede costar mucho más que el propio multímetro.

El principio de funcionamiento de la sonda es el divisor de voltaje. Un divisor de voltaje es un arreglo de resistencias cuyos valores harán que obtengamos un voltaje de salida Vs, que será una fracción del voltaje de entrada Ve. Normalmente Ve es el alto voltaje que queremos medir y Vs es un voltaje pequeño que si podemos medir con el multímetro.

Como se muestra en la figura, escogiendo las resistencias R1 y R2 adecuadamente, podríamos obtener un factor R2/(R1+R2) que nos proporcione un voltaje de salida que sea una milésima parte del voltaje de entrada que queremos medir. Si por ejemplo el voltaje de entrada es de 25,000 V, el voltaje de salida será de tan sólo 25. Por supuesto estos 25 V podremos medirlos con nuestro multímetro sin ningún problema. Así, ya sabremos que el voltaje que nos diga el multímetro habrá que multimplicarlo por  1000, por lo que una lectura de, digamos 3.75 V en el multímetro, significa que tenemos un voltaje de 3750  V.

Tenemos que considerar que todo multímetro tiene una resistencia interna que afectará los calculos de R1 y R2. Esta resistencia, que llamaremos RM, es de 10 Mega Ohm en la mayoría de los multímetros. 

A continuación mostramos los cálculos requeridos para calcular los valores de las resistencias.

R1 debe ser una resistencia muy grande, idealmente de varios Giga ohms. Estas resistencias son difíciles de conseguir. En nuestro caso utilizamos un valor para R1 de 200 Mega Ohm. Para ello, colocamos 20 resistencias de 10 Megas en serie. La resistencia R2 son dos resistencias del 100 K cada una, para un total de 200 Kilo Ohm. El diagrama de la sonda queda así:

La conexión a tierra debemos duplicarla, una de ellas se coloca a algún punto a tierra física, para proteger el multímetro. La otra terminal de tierra se coloca al negativo del alto voltaje. La punta de prueba se coloca al positivo del alto voltaje. Es conveniente encerrar todas las resistencias en un tubo plástico para un mejor manejo.

Debido al uso de resistencias de un valor relativamente pequeño, la precisión de esta sonda se reduce, los voltajes obtenidos pueden variar en un 10% aproximadamente de los reales, pero nos da una muy buena idea de los valores que manejamos. Si puedes conseguir resistencias mayores, tu sonda será más precisa. A continuación un video explicativo: