Mecanismo de d ársonval

Movimiento del Galvanómetro de D`ArsonvaI
El mecanismo sensor más común que se emplea en los amperímetros y voltímetros electromecánicos es un dispositivo sensor de corriente. Este mecanismo fue desarrollado por D'Arsonval en 1881 y se llaman el movimiento deD'Arsonval o movimiento de imán permanente y bobina móvil. También se emplea en algunos óhmetros, medidores rectificadores de ca y puentesde impedancia. Su aplicación tan difundida se debe a su sensibilidad y exactitud extremas. Se pueden detectar corrientes de menos de 1 fA mediante instrumentos comerciales (Algunos instrumentos de laboratorio que se emplean en los movimientos de D'Arsonval pueden medir corrientes tan pequeñas como 1.0 x 10-13 A. El movimiento detecta la corriente empleando la fuerza que surge de la interacción deun campo magnético y la corriente que pasa a través de él. La fuerza se emplea para generar un desplazamiento mecánico, que se mide en una de esa calibrada.
Las cargas que se mueven en forma perpendicular al flujo de un campo magnético experimentan una fuerza perpendicular tanto al flujo como a la dirección de movimiento de las cargas. Como la corriente que pasa por un conductor se debe a unmovimiento de cargas, esas cargas estarán sujetas a la fuerza magnética si se orienta adecuadamente al conductor dentro de un campo magnético. La fuerza se transmite mediante las cargas a los átomos en el conductor. y se fuerza al conductor mismo a moverse. Como ejemplo, colóquese un conductor en un campo orientado como se muestra en la figura 4-1 a). La dirección de la fuerza en el conductor quelleva la corriente se encuentra fácilmente mediante la regla de la mano derecha. El dedo índice apunta en la dirección de la corriente convencional y el dedo medio apunta en la dirección del campo magnético. La ecuación vectorial que define a esta fuerza es
F=iL x B
siendo F a fuerza en newtons en el conductor, i es la corriente en amperes, L es la longitud del conductor en metros y B la intensidaddel campo magnético en webers/metro cuadrado. El seno del ángulo entre L y B se representa por X. Cuando se emplea la regla de la mano derecha, el ángulo es 90° y el valor del seno es por lo tanto 1. Si la corriente fluye hacia arriba a través de este conductor. la fuerza hará que el alambre se mueva hacia la derecha. Si se dobla el conductor en forma de una bobina rectangular y se le suspende enel mismo campo magnético, la fuerza resultante sobre el conductor tenderá a hacer girar a la bobina como se indica en la figura 4-2 a).
En algunos medidores analógicos las escalas son no lineales. Esto se debe por lo general a que el campo magnético no es uniforme en toda la zona entre las piezas polares del imán [figura4-2 a)]. Para que la indicación del medidor sea exacta, la escala del medidordebe desviarse de la linealidad [figura 4-2 b)] para compensar esa falta de uniformidad del medidor.
El mecanismo o movimiento que patente D'Arsonval se basa en este principio y se muestra en la figura 4-3. Una bobina de alambre se fija a un eje que gira en dos cojinetes de joya. La bobina puede girar en un espacio entre un núcleo cilíndrico de hierro suave y dos piezas polares magnéticas. Laspiezas polares crean el campo magnético y el núcleo de hierro restringe el campo al espacio de aire (entre el hierro y las piezas polares). Si se aplica una corriente a la bobina suspendida, la fuerza resultante hará que gire. A este giro se oponen dos resortes pequeños que originan un par (fuerza giratoria) que se opone al par magnético. Las fuerzas de los resortes se calibran de modo que unacorriente conocida origine una rotación de ángulo conocido (también, los resortes sirven como conexiones eléctricas para la bobina). El puntero liviano muestra la cantidad de rotación sobre una escala calibrada.
La desviación de la aguja es directamente proporcional a la corriente que fluye en la bobina, siempre que el campo magnético sea uniforme y la tensión del resorte sea lineal. En ese caso,...