Può essere molto importante per il corretto funzionamento di un dispositivo elettronico sapere quanta corrente scorre in o da un nodo in un circuito. Spesso, il modo più semplice per determinare questo dato è imporre un resistore nel percorso del resto del circuito fino a quel nodo. Ci sarà una caduta di tensione ai capi del resistore che può essere misurata, magari con un amplificatore operazionale. Il microcontroller del circuito può quindi calcolare la corrente con la legge di Ohm, I = E/R. Quindi, per non sprecare potenza né modificare la funzione del circuito, quel resistore, il resistore di rilevazione di corrente, deve essere estremamente piccolo, generalmente nell'ordine dei centesimi (0,01) di ohm.
Questo metodo viene spesso utilizzato per misurare correnti molto piccole, quindi la quantità di energia dissipata nel resistore sarà piccola. La difficoltà di questo metodo è che per i resistori questa piccola energia, la resistenza nei conduttori al e dal componente, è significativa rispetto al resistore stesso, e vi è una probabilità che sarà sufficiente a rovinare la misurazione.
Se, per esempio, il valore indicato del resistore è 0,001 ohm, la resistenza aggiunta nei conduttori può essere un ulteriore 0,002 ohm. In questo caso, il sistema ritiene di stare leggendo la caduta di tensione attraverso 0.001 ohm, ma nella realtà sta leggendo la caduta su 0,001 ohm più 0,002 ohm, vale a dire 0,003 ohm. A causa della relazione inversa tra corrente e resistenza (I = E/R), il valore della corrente calcolato è molto maggiore del valore effettivo.
Perché sono necessari resistori specializzati per il rilevamento della corrente
Il modo per aggirare questo dilemma è quello di avere un paio di conduttori, specificamente dedicati alla misurazione della tensione, oltre ai due conduttori originali utilizzati per portare corrente verso e in uscita dal nodo.
Questi due conduttori supplementari sono quelli che vengono utilizzati per misurare la caduta di tensione. E, perché si presuppone che l'amplificatore operazionale o qualsiasi altro dispositivo che legge la tensione abbia una resistenza molto elevata in ingresso, la caduta di tensione attraverso la seconda coppia di conduttori sarà trascurabile, e il valore reale della corrente può essere calcolato con precisione. Questa configurazione di resistore specializzato, con quattro terminali anziché due, è chiamata connessione Kelvin.
Le serie LVK di Ohmite di resistori di rilevamento corrente a quattro terminali sono disponibili presso Arrow Electronics. La scheda tecnica rivela una serie di resistori a montaggio superficiale. L'illustrazione seguente mostra i quattro cuscinetti separati, due per la corrente e due per la misura della tensione.
I membri di questa serie sono disponibili in una gamma di dissipatori di potenza, intervalli di resistenza e tolleranze. Questi dispositivi hanno coefficienti di temperatura solidi nonostante i valori di resistenza sub-ohm che offrono.
È difficile concepire il concetto che la caduta di tensione attraverso un breve tratto di conduttore possa falsare una misura di corrente, ma con i minuscoli valori di resistenza impiegati ai fini della misura della corrente, l'effetto può essere abbastanza pronunciato. Fortunatamente, i progettisti hanno un modo economico per evitare la difficoltà.
