Respuesta sobre la onda de intensidad en electroterapia

En respuesta a un compañero que plantea:

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No entiendo bien como al medir el voltaje en una resistencia se puede hablar de una onda de intensidad (si se mide voltaje).

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Respuesta

Primero.-- Los osciloscopios siempre captan y miden voltaje o diferencias de potencial, y no miden intensidades.

Segundo.-- Con medidas de osciloscopio y fórmulas sí puede calcularse la intensidad.

Supongamos una batería de 12 V en continua (no alterna ni pulsada para facilitar los cálculos). la batería cargada con sus 12 V y sin conectar a nada, se miden sus bornes con osciloscopio, y este dice que están dispuestos para usarse los 12 V, pero no circula energía alguna; con lo cual no es posible medir la intensidad ni calcularla (figuras 1 y 2).

Fig 1.-- Batería sin carga medida con osciloscopio.

Fig 2.- Resultados de 12 V en valor numérico y en representación gráfica.

Si ahora la batería descarga su energía sobre una carga (pongamos una resistencia de unos 2.000 Ohm) veamos qué ocurre

Fig 3.- Resultados de 12 V;  iguales a la medida sin carga.

Fig 4.- Resultados de 12 V en valor numérico y en representación gráfica con carga.

Pero ahora ya se puede aplicar la Ley de Ohm y calcular la intensidad.

V / R = I >>> 12 / 2.000 = 0,006 amperios (6 mA)

Para demostralo se interpone un amperímetro en uno de los conductores que van a la carga y se miden valores de la batería y del amperímetro (figuras 5 y 6)

Fig 5.- Se interpone un amperímetro entre la batería y la carga para saber la intensidad.

Fig 6.- Resultados de 12 V en la batería y de 0,006 A de intensidad.

Si ahora se agrega una resistencia de bajo valor (en este caso R2 = 1 Ohm) en el camino que va hacia la carga R1, se conecta un osciloscopio para ver la diferencia de potencial entre sus extremos y se presentan valores, tendremos los siguientes resultados: figuras 7 y 8

Fig 7.- Se intercala R2 con el osciloscopio B para ver qué ocurre entre los terminales de R2.

Fig 8.- Resultados de 6 mV en el osciloscopio B y siguen pasando los 6 mA por el amperímetro.

Esta pequeña resistencia influye mínimamente en la carga y en los resultados del circuito, pero las forma de las ondas obtenidas en esta resistencia representan el comportamiento de la intensidad y no el comportamiento del voltaje de alimentación (batería).

En este caso, como se trabaja con la corriente continua, siempre se representa una línea recta horizontal, pero cuando las corrientes son variables, alternas o pulsadas: en el osciloscopio del voltaje general se representa una forma y en el osciloscopio de la resistencia interpuesta para la intensidad, se dibujan otras formas diferentes.

El problema de esta resistencia interpuesta (R2), es que cuanto más pequeño sea su valor, las ondas serás más débiles y las dificultades aumentan.

Yo recomiendo entre 5 y 10 Ohm, que interfieren en el circuito muy poco y las ondas son más fáciles de medir y más limpias.

Fíjate además, que si lees detenidamente la figura 8, por ser R2 de 1 Ohm, el valor del voltaje es el mismo que el valor de la intensidad del circuito, lo que induce a convertir el voltaje en lectura directa de intensidad. Este (digamos truco) se emplea en muchos sistemas de medida para convertir el voltaje directamente en intensidad.

Como última prueba, se retira la carga y se observa qué ocurre en la intensidad general del circuito [Amper] y en el osciloscopio B de R2. Figuras 9 y 10

Fig 9.- Se retira la carga R1 para analizar en OscilB y leer la intensidad general del circuito.

Fig 10.- Resultados de 0 mV en el osciloscopio B y de 0 mA por el amperímetro porque la batería no encuentra dónde trabajar.

Al eliminar la carga, se trabaja en vacío y es como volver a lo representado en las figuras 1 y 2. Aunque la batería siga ofreciendo sus 12 V, no los puede aplicar y no pasa intensidad ni aparece diferencia de potencial en los extremos de la resistencia interpuesta (R2).

Así que, cuando no hay carga, sí puede medirse el voltaje de la fuente, pero el voltaje en R2 es cero porque no circula la energía. Por eso se denomina "resistencia de intensidad".

Es el ejemplo típico de los TENS cuando son medidos con osciloscopio y los electrodos al aire, se dibujan un tipo de ondas que no tienen nada que ver con las que se dibujan cuando se aplica al paciente o sobre una carga artificial que simula al paciente. Un TENS con los electrodos al aire tampoco dibuja las ondas de intensidad, pero sí las de voltaje (aunque muy alteradas). Ver figuras de la 11 a la 14.

Espero haberte explicado con detalle suficiente el tema y que me hayas entendido.

Observa, compara y analiza las siguientes figuras sobre la onda de voltaje y de intensidad en un TENS.

Fig 11.-- TENS con electrodos al aire.

Fig 12.-- TENS sobre 500 Ohm.

Fig 13.-- TENS sobre C de 470 nF.

Fig 14.-- TENS sobre cuerpo humano.

Respondiendo  al comentario de que: "la línea de intensidad en la figura 11 es muy gruesa y puede representar paso de corriente"; se debe a que el osciloscopio se pone automáticamente en máxima sensibilidad y la sonda capta interferencias ambientales. Eso puede evitarse sacando al osciloscopio de sensibilidad automática y ajustando un rango fijo de menor sensibilidad, pero si este rango es muy alto, en caso de que existieran formas de onda débiles, tal vez no se llegarían a dibujar. Es mejor dejarlo en automático aunque dibuje una linea recta sucia o "con barbas", como se suele decir en la jerga electrónica.

Si pruebas una sonda al aire y el osciloscopio a máxima sensibilidad, verás como aparecen en la pantalla muchas interferencias ambientales de multitud de frecuencias, aunque predomina sobre todas una frecuencia alterna de 50 Hz correspondiente a la red eléctrica.

Publicado el 19/11/2018

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