Galvanometro

CAPITULO V EL GALVANOMETRO DE D'ARSONVAL
5.1 INTRODUCCION.
En la industria existen actualmente una gran cantidad de instrumentos eléctricos de aguja capaces de medir los parámetros más variados: corriente, voltaje, temperatura, presión, etc. Desde el punto de vista puramente externo (lo que podemos observar si nos acercamos a un panel donde están dichos instrumentos de medición, como elpresentado en la Figura 1) todos ellos presentan ciertas características en común: Constan de una escala graduada en las unidades correspondientes y de una aguja indicadora mediante la cual podemos realizar la lectura de la variable en un momento dado.

Desde el punto de vista del funcionamiento, todos estos instrumentos se basan en la utilización de un mismo dispositivo: el galvanómetro deD'Arsonval, cuya principal característica es producir la deflexión de una aguja cuando a través de él circula una corriente continua, proporcional a la magnitud de la variable que se está midiendo.
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5.2 FUNCIONAMIENTO.
La operación de este dispositivo se basa en la interacción de una corriente eléctrica DC y un campo magnético fijo. Los elementos básicos son: - Una bobina móvil, a través de la cualcircula la corriente DC. - Un imán, que produce el campo magnético fijo. - Un resorte, cuya función es servir de mecanismo equilibrador de la rotación de la bobina. - Una aguja indicadora sujeta a la bobina móvil y una escala graduada mediante las cuales podemos realizar la lectura. En la Figura 2 podemos observar la ubicación de estos elementos. La bobina móvil se encuentra en el campo magnéticofijo producido por el imán permanente.

Fig. 2.- Galvanómetro de D’Arsonval En términos generales podemos explicar el funcionamiento del galvanómetro de la siguiente forma: Al circular la corriente I a través de la bobina, se produce un campo magnético que interacciona con el producido por el imán permanente, originando una fuerza F, la cual da lugar a un torque que hace girar la bobina en unsentido determinado. El movimiento de la
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bobina está compensado por el resorte. La constante de dicho resorte determina el ángulo girado de la bobina para una corriente dada. Una vez definidas la magnitud del campo magnético B, la constante del resorte y la disposición más adecuada de los elementos, el ángulo que gira la bobina móvil (y por lo tanto la aguja indicadora) es proporcional a lacorriente I que circula por el galvanómetro. Vamos a analizar ahora el funcionamiento del galvanómetro más detalladamente. Supongamos que la bobina consta de una sola espira, a través de la cual está circulando una corriente I, como se indica en la Figura 3.

Fig. 3.- Espira de una bobina en el campo magnético del imán permanente El campo B es perpendicular a la normal de la superficie de laespira. En el lado a-b, para un diferencial de longitud dl1, la fuerza producida por la interacción de la corriente I con el campo magnético B está dada por la siguiente relación: ∂F1 = I(∂l1 × B ) (5.1)

La fuerza total en dicho lado es la integral de ∂F 1, a lo largo de l1. Como B e I son constantes, y la dirección de B es perpendicular a la de I, obtenemos: F1 = I B l 1 uF (5.2)

La direcciónde F1, o sea uF es perpendicular a la página, y su sentido es hacia dentro de la misma. En el lado c-d se produce una fuerza F2, de la misma magnitud que la anterior pero de sentido

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contrario. La Figura 4 presenta una vista superior de la espira en el campo magnético del imán permanente.

Fig. 4.- Vista superior de la espira El par de fuerzas F1 y F2 no pueden producir desplazamientode la espira debido a sus direcciones, pero originan un torque que da lugar a una rotación de dicha espira. La magnitud de dicho torque es: T = I B l 1 l2 (5.3)

ya que l2 es la separación entre ambas fuerzas. El producto l 1l2 es el área de la espira (A), por lo que la expresión de la magnitud del Torque puede escribirse también de la siguiente forma: T=IBA (5.4)

Este torque, como hemos...