José Luis Giordano
Noviembre 2003 (Última revisión: Noviembre 2003)
En el mercado se pueden adquirir probadores de pilas de diversos tipos. A primera vista se podría pensar que son voltímetros "menos precisos", con el fin de hacerlos más económicos. Sin embargo, muchos multímetros tienen entre sus funciones, el voltímetro separado del probador de pilas. Esto hace sospechar que son instrumentos diferentes ...
La característica más nombrada de las pilas (además del tamaño y de la forma), es el voltaje, expresado en volt (V). Pero existe otro parámetro muy importante y sin embargo menos mencionado: la carga eléctrica máxima almacenada, que se expresa en miliampere-hora (mAh). Esta es una unidad práctica equivalente a 3.6 coulomb y a unas 2.25 x 1019 cargas elementales. Cuando una pila está "agotada", suele decirse que le falta voltaje; sin embargo, lo que le falta es carga eléctrica, y consecuentemente, tiene menos voltaje. Pero si el bajo voltaje es un síntoma de la falta de carga, ¿por qué un voltímetro no es un buen probador de pilas? Más aún: estos aparatos no miden la carga eléctrica (es decir, no son electrómetros); entonces ¿qué miden para determinar si la pila tiene o no carga suficiente?.
En primer lugar, un voltímetro es mejor mientras menor sea la corriente que toma del circuito (o pila) que está midiendo, pues debe ser diseñado para medir voltajes con el menor efecto posible sobre el circuito a medir. Un voltímetro ideal es un voltímetro con resistencia infinita; por ejemplo, cuando se mide 20 V, a través de un voltímetro analógico con resistencia interna equivalente a 4 x 105 ohm se fugan unos 0.05 A, mientras que a través de un voltímetro digital con 2 x 106 ohm, la corriente es la quinta parte de ese valor. En este sentido, el voltímetro digital es superior al de aguja.
En segundo lugar, cuando una pila está muy descargada, tiene un voltaje muy bajo, y por lo tanto sí que un voltímetro sirve para darse cuenta que hay que reemplazarla. Sin embargo, una pila que comienza a estar descargada, cuando está "en vacío" (es decir cuando no está suministrando corriente al aparato que debe alimentar), puede mostrar un voltaje aceptable, que no podrá mantener cuando deba entregar corriente. En otras palabras: cuando el voltímetro indica que el voltaje de la pila en vacío está bien, no se puede asegurar que la pila esté suficientemente cargada.
Para ver si disminuye el voltaje de la pila cuando trabaja, durante la prueba el probador le quita carga haciendo circular una corriente similar a la que en la práctica, esta pila debe suministrar. Como los distintos tipos de pilas están diseñados para suministrar distintos valores de corriente y/o voltaje, hacen falta probadores para cada clase. Por eso muchos probadores tienen circuitos para probar más de un tipo de pila, como el que muestran las siguientes fotos, donde un mismo aparato está probando una pila chica de 1.5 V tamaño "AA", y luego probando una pila de 9V tipo "RX22".
Con excepción de aparatos que consumen mucho (como teléfonos móviles y computadores personales), las pilas que se utilizan se han elegido para que el aparato tenga una autonomía de 6 a 8 h en servicio continuo. Por ejemplo, si el aparato requiere 120 mA, suelen utilizarse pilas que almacenen entre 720 y 1200 mAh. Para probar si estas pilas tienen carga suficiente para ese requerimiento, el probador debe drenar unos 120 mA. Por esto, mientras que una medición con voltímetro casi no afecta la carga de una pila, la medición con probador debe ser lo más breve que sea posible.
Un probador de bobina móvil básico, es un circuito muy simple, como se muestra en la figura siguiente.
La mayoría de los probadores poseen un pequeño y económico galvanómetro, calibrado eligiendo adecuadamente 2 resistencias denominadas multiplicador y shunt, para que la aguja indique "replace" o "reemplazar" para voltajes menores que aproximadamente 1/3 del voltaje nominal de la pila completamente cargada, "weak" o "débil" para voltajes entre 1/3 y 2/3 del voltaje nominal, y "good" o "buena" para voltajes mayores. El shunt queda conectado en paralelo a la pila, para que la mayor parte de la corriente no llegue al galvanómetro; el multiplicador está conectado en serie con el galvanómetro, para que la mayor parte del voltaje no caiga sobre el galvanómetro.
Típicamente, el galvanómetro de un probador de pilas como el mostrado en las fotos anteriores tiene unos 800 ohm y alcanza la máxima deflexión con una corriente de 0.6 mA; consecuentemente, el voltaje máximo que tolera este galvanómetro sería unos 0.48 V. En la última foto se muestra el interior del probador anterior, donde se aprecian 2 pares de resistencias: de 1.8k y 8.2 ohm para probar pilas AA de 1.5 V, y de 15k y 510 ohm para probar pilas RX22 de 9 V. Este circuito hace que finalmente estos tipos de pilas sean probados con 180 y 18 mA respectivamente, cuando la pila está bien.
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