Cómo funciona
un ‘Shunt’
En cualquier
circuito, la circulación de una corriente produce una caída de
tensión según la ley de Ohm (V=IR). O lo que es lo mismo, si
intercalamos en el circuito una resistencia por la que circula la
corriente, como la resistencia es conocida y no varía,
podemos conocer la corriente que circula midiendo la tensión que cae
en esta resistencia.
El "Shunt" es
justamente "esa" resistencia de valor muy pequeño pero capaz de
aguantar toda la potencia que circule por ella, que intercalamos en el circuito y
midiendo la tensión que cae en ella, podremos deducir la intensidad
que circula por el circuito. Lo demás es ya muy sencillo pues
conocida la tensión total del circuito y los amperios que circulan,
conoceremos la potencia en vatios sin más que multiplicar. Y sumando
(integrando) en el tiempo, también conoceremos la energía total
consumida en Vatios-Hora.
El "truco" del
Shunt es que este tenga un valor resistivo muy pequeño, de tal modo
que la energía perdida en este elemento sea muy pequeña.
Verdaderamente pequeña pues es del orden de algunos miliOhmnios, la tensión que cae en
el dispositivo es de solo unos milivoltios, suficientes para ser
medidos y poder calcular la intensidad de corriente (amperios) que circula en el circuito.
De todo ello
se deduce que el Shunt debe estar dispuesto de tal forma que por él
circule toda la corriente que queramos medir y normalmente se suele
instalar quitando el borne negativo del parque de baterías e
instalándolo en serie. Por ello el cable del Shunt debe ser tan
"gordo" en sección como el que llegue al borne de la batería.
En los dos
extremos del Shunt salen dos cables, estos bastante finos pues no
circula a penas corriente y utilizados por el dispositivo para medir
la pequeña tensión que cae en este Shunt.
Cómo montar el
medidor
El Shunt que
viene con el ‘kit’ ofrecido es de 50 amperios de corriente máxima lo
que significa medir una potencia máxima de 600 vatios, suficiente
para la nevera y aparatos electrónicos y luces, pero insuficiente
para sistemas de gran consumo como son un motor de arranque, el
molinete del ancla o un inversor que genera 220 voltios a bordo.
El medidor
admite montar un Shunt de 100 Amperios (de hecho es su configuración
por defecto) y existen Shunts de más potencia, pero como estos
grandes consumos puntuales no son en términos de energía los grandes
consumidores, lo suyo es separar el circuito en dos ramas, una
dedicada a los aparatos de gran consumo y poco uso, y otra de menor
consumo pero de uso más intensivo, como es la corriente que llega al panel
de interruptores del barco en el cual se selecciona el
funcionamiento de los diversos elementos eléctricos del barco de
poca potencia.
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La
Energía eléctrica y los Amperios
Probablemente lo sepamos la mayoría, pero no está de más
repasar un par de conceptos para quienes necesiten ‘refrescar’
sus conocimientos y por tanto aclararse en lo que respecta a
la Tensión (voltaje), la Intensidad de corriente (amperaje) y
la Potencia eléctrica (vatios), pues son los tres conceptos
muy relacionados pero completamente distintos.
Pongamos
un símil hidráulico que aunque tiene carencias, para muchos
quizás sea aclaratorio en el ánimo de entender bien estas
magnitudes y sus relaciones.
Imaginemos que tenemos un deposito de solo 10 centímetros de
altura lleno de agua. Ahora hacemos un agujero, por ejemplo
con una broca de 1 centímetro, por donde empezará a salir el
agua. Si el depósito fuera igual pero tuviera una altura de 10
metros, todos entenderemos que el
chorro de agua será enormemente mayor en este segundo tanque
pues la presión es mucho mayor. La altura del depósito o mejor
aún, la presión en donde hacemos el agujero lo podemos
asimilar con el Voltaje.
Se
entiende también muy bien que cuanto más estrecho sea el
agujero, más difícilmente saldrá el agua. El tamaño del
agujero sería una medida de la Resistencia. A menor agujero
más grande será la resistencia del circuito.
Vemos
también que es posible que con el depósito alto y un agujero
muy finito pero a mucha presión puede salir tanto agua como
por el agujero grande del depósito bajo. El caudal con el que
sale el agua es el equivalente hidráulico a la medida de la
intensidad de corriente que medimos en Amperios.
Así
vemos por ejemplo que si la resistencia o agujero es el mismo,
a mayor altura o tensión (voltaje) el caudal será mucho mayor
(amperios). Pero también podemos entender perfectamente que
podemos tener un circuito con mucha tensión (altura) por la
que al final sale muy poco agua porque el agujero
(resistencia) es muy pequeño (gran resistencia).
Así
quizás ya no olvidemos nunca la fundamental relación entre
estos tres valores que se relacionan como I=V/R o lo que es lo
mismo la ley de Ohm que nos dice que el chorro de agua
(amperios) será mayor cuanto mayor sea el voltaje (altura) y
menor cuanto más grande sea la resistencia (tamaño del
agujero). Despejando las otras dos variables la ley es la
misma indicada como V=IR, o bien R=V/I, todas ellas
expresiones muy intuitivas.
En este
símil con agua y depósitos, la Potencia en vatios queda
significado por la cantidad total de agua que sale en una
unidad de tiempo. Si el
agujero no cambia, tendremos mayor potencia cuanto más alto
sea el depósito (voltaje), y también aumentará cuanto más
caudal (Intensidad de corriente) salga. Por eso la potencia es
el producto del voltaje por la intensidad de corriente.
Si
multiplicamos la potencia por el tiempo que lleva saliendo
agua, sabremos la cantidad total de agua que ha salido
(debemos suponer que los depósitos nunca se vacían porque hay
alguien que siempre los está llenando). La cantidad de agua
total que ha salido es el equivalente a la energía total
consumida. Y por ello no es más que la Potencia (vatios)
multiplicada por el tiempo. Y de allí que la energía eléctrica
la midamos en vatios x hora.
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Ajuste del
medidor
El Shunt que
viene con el "kit" es de 50 amperios de corriente máxima con una
caída de 75 milivoltios, pero el medidor viene configurado por
defecto para un Shunt de 100 Amp. Por ello debemos configurarlo para el Shunt
que viene con el
kit.
Para ello basta con mantener pulsado el pequeño botón del
frontal hasta que en la pantalla aparezca el mensaje "Curr".
Soltamos el botón. Veremos que está configurado para un Shunt de 100
A, como se muestra en la pantalla. Pulsamos brevemente el botón para
cambiar al de 50 A. Pulsar de nuevo el botón manteniéndolo pulsado
esta vez para validar el cambio, o esperamos 3 segundos para que se
grabe el cambio. El equipo puede utilizar por tanto Shunts de 100 Amperios y 75 mVolt o bien 50 A y 75 mVolt.
Características
del medidor
El medidor
funciona con corriente continua de 6,5 a 100 voltios. Puede medir un
máximo de 100 Amperios (con un Shunt de 100A). La retroiluminación en azul ofrece una
buena lectura en todas las condiciones. En la esquina superior
izquierda aparece el valor de la tensión del parque de baterías y a
su derecha la lectura de la intensidad de la corriente en Amperios.
En la línea inferior leeremos a la izquierda la potencia instantánea
que estamos consumiendo en vatios y a la derecha la energía total consumida en
Vatios-hora, desde la última vez que lo hayamos puesto a cero.
Se instala
físicamente de forma muy fácil pues basta hacer un hueco de las
medidas exactas para poder empotrarlo en cualquier panel. El Shunt
debe ser instalado cerca de las baterías para no tener que alargar
mucho el cable de gran sección por el que debe circular la corriente
a medir. Sin embargo el cable de medición del Shunt puede tener
varios metros sin problemas, pues la corriente que circula por esta medición, es muy pequeña al ser muy grande la impedancia de entrada
del instrumento digital.
El
equipo ofrece 4 valores en una amplia pantalla retroiluminada que puede encenderse y apagarse pulsando un click sobre el botón de ajuste situado en del marco frontal.
Para encender
y/o apagar la retroiluminación podremos pulsar brevemente el botón
central, para pasar de un modo al otro.
Para resetear
el consumo de energía debemos pulsar el botón del panel frontal 5
segundos hasta que aparezca la letras "Clr" (Clear) y soltaremos el
botón. Estando en el modo (Clear=borrado) debemos pulsar brevemente
el botón para dejarlo a cero. A los 5 segundos el medidor regresa a
su modo normal de funcionamiento.
Para ajustar
el modo de alarma de sobreconsumo, pulsamos el botón hasta ver "SET"
pulsando el botón brevemente incrementaremos en un valor unitario.
El medidor
tiene una alarma de sobre consumo y comenzará a parpadear si se
produce un consumo mayor al tope máximo de medición. Para ajustarla,
mantenemos pulsado el botón hasta obtener "SET". El dato de voltaje
indica el máximo valor de tensión antes de saltar la alarma. La zona
en donde aparece la corriente indica la mínima tensión de alarma por
debajo de la cual también salta la alarma. Haciendo sucesivos clicks
cortos podemos incrementar estos valores. A los 3 segundos el
medidor regresa a su estado normal.
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