Un shunt es una resistencia conocida y pequeña colocada en serie con la carga: se mide la caída de tensión en sus extremos y de ahí sale la corriente. Si la medida se toma en los mismos puntos por donde entra la corriente, la caída incluye los tornillos, los terminales y el cable, que valen tanto como el propio shunt. La conexión de cuatro hilos resuelve el problema separando los dos circuitos: la corriente entra por dos terminales grandes y la tensión se toma por otros dos situados por dentro, donde no circula corriente y por tanto no hay caída parásita.
La mejora no es cosmética. En un shunt de 0,5 mΩ, 0,1 mΩ de contacto añadido supone un 20 % de error, y ese error se lee como un 20 % más de corriente en el instrumento. Con cuatro hilos, la cifra depende de la geometría y de la aleación, no de cómo se apretó el tornillo.
Estos materiales no se eligen por resistividad alta, sino por lo contrario: que el valor no se mueva. Su resistividad ronda medio microhmio metro, muy por debajo de la de un elemento calefactor.
| Aleación | Composición | ρ20, μΩ·m | Uso principal |
|---|---|---|---|
| 6J12 | Mn 11,0–13,0, Ni 2,0–3,0, Cu el resto | 0,43–0,47 | Shunt y resistencia de precisión |
| 6J40 | Ni 39,0–41,0, Mn 1,0–2,0, Cu el resto | 0,48–0,50 | Shunt y termopar |
| 6J20 | Cr 19,0–21,0, Ni el resto | 1,05–1,10 | Resistencia de precisión de valor alto |
Ninguna de las tres es una aleación de calefacción ni se elige por su límite de temperatura. Comparar 6J12 con 0Cr25Al5 por resistividad, 0,45 frente a 1,40 μΩ·m, y concluir que la segunda es mejor para un shunt es un error de categoría.
Con la expresión de la cinta, R/L = ρ ÷ (w × t), se calcula la longitud necesaria para un valor dado. Para un shunt de 0,5 mΩ en cinta de 2 mm × 20 mm:
| Aleación | ρ20 usado | R/L, Ω/m | Longitud para 0,5 mΩ |
|---|---|---|---|
| 6J12 | 0,45 | 0,01125 | 44,4 mm |
| 6J40 | 0,49 | 0,01225 | 40,8 mm |
| 6J12, 3 × 25 mm | 0,45 | 0,0060 | 83,3 mm |
| 6J40, 3 × 25 mm | 0,49 | 0,00653 | 76,6 mm |
La tabla enseña la palanca real del diseño: para bajar el valor hay que aumentar la sección, no cambiar de aleación. Las dos primeras filas se diferencian en un 9 % de resistividad; las dos últimas muestran que un milímetro más de espesor mueve el resultado mucho más.
El shunt se calienta con su propia corriente y el calor no se reparte igual a lo largo de la pieza: hay un extremo más frío, junto al terminal, y una zona central más caliente. Esa diferencia de temperatura genera una fuerza termoeléctrica en la unión con el cobre del circuito, que se suma a la caída que se quiere medir y que el instrumento no distingue. El efecto se reduce eligiendo una aleación de bajo coeficiente frente al cobre y cuidando la simetría del montaje; su valor concreto, en microvoltios por grado, hay que confirmarlo según las condiciones concretas de medida.
| Grado | ρ20 (μΩ·m) | Servicio, °C | Relación con el shunt |
|---|---|---|---|
| 6J12 | 0,43–0,47 | — | Primera opción para medida de corriente |
| 6J40 | 0,48–0,50 | — | Alternativa, también para termopares |
| 6J20 | 1,05–1,10 | — | Resistencia de precisión, no shunt |
| 0Cr25Al5 | 1,40 | 1300 | Aleación de calefacción, otro cometido |
La raya en la columna de temperatura no es un dato que falte: es la forma en que la tabla de esta casa declara las aleaciones de precisión, que no se especifican por temperatura de servicio.
La oferta se prepara con cuatro datos: aleación, medida, cantidad y lugar de entrega. Respondemos con precio y plazo en un día laborable; cada lote se acompaña del informe de composición química y de control dimensional con el número de colada.
Porque su cometido es calentarse y su resistividad es tres veces mayor: Cr20Ni80 tiene 1,09 μΩ·m frente a 0,45 de 6J12. Con la misma sección, un shunt de nicromo necesitaría menos longitud y disiparía mucho más calor.
No. La resistividad sube de 0,45 a 0,49 μΩ·m, un 9 %, de modo que la misma cinta da más caída. Hay que rehacer la longitud con R/L = ρ ÷ (w × t).
Depende de la corriente. Con 6J12, 2 × 20 mm da 0,01125 Ω/m y 44,4 mm; 3 × 25 mm da 0,0060 Ω/m y 83,3 mm. Más sección reparte mejor el calor.
No. La caída en los terminales se suma a la del shunt; en 0,5 mΩ, 0,1 mΩ de contacto ya es un 20 % de error.
Fuentes: GB/T 1234 (aleaciones de calefacción de alta resistividad); ASTM B344; DIN 17470 / 17471; fichas publicadas de fabricante. Las equivalencias de designación son comerciales y no constituyen garantía de intercambiabilidad: la aceptación final se hace contra la composición y la medida acordadas en el pedido.
