Diseños De Voltimetros

|N° de Práctica |Nombre de la Práctica |
|5 |Diseño de voltímetros y amperímetros analógicos |

1. Objetivos

1. Objetivo general: Diseñar un voltímetro y un amperímetro analógico a partir de ungalvanómetro d’Arsonval.

2. Objetivos específicos:

• Estudiar la utilidad del galvanómetro d’Arsonval en el diseño de medidores.
• Conocer el diseño de un voltímetro analógico y el diseño de un amperímetro analógico de escala múltiple.
• Determinar los valores de las resistencias limitadoras del voltímetro para cada escala, y las resistencias limitadoras del amperímetro paracada escala.
• Realizar el diseño de un voltímetro analógico de tres (3) escalas.
• Realizar el diseño de un amperímetro analógico de tres (3) escalas.

2. Fundamentos teóricos

Galvanómetro d’Arsonval.


Un galvanómetro, es un instrumento capaz de detectar la presencia de pequeñas corrientes en un circuito cerrado, y puede ser adaptado, mediante su calibración, paramedir su magnitud.

Su principio de operación (bobina móvil e imán fijo) se conoce como mecanismo de D'Arsonval, en honor al científico que lo desarrolló. Este consiste en una bobina normalmente rectangular, por la cual circula la corriente que se quiere medir, esta bobina está suspendida dentro del campo magnético asociado a un imán permanente, según su eje vertical, de forma tal que elángulo de giro de dicha bobina es proporcional a la corriente que la atraviesa. La inmensa mayoría de los instrumentos indicadores de aguja empleados en instrumentos analógicos, se basan en el principio de operación explicado, utilizándose una bobina suspendida dentro del campo asociado a un imán permanente.

Los métodos de suspensión empleados varían, lo cual determina la sensibilidaddel instrumento, así cuando la suspensión se logra mediante una cinta metálica tensa, puede obtenerse deflexión a plena escala con solo 2 μA, pero el instrumento resulta extremadamente frágil, mientras que el sistema de "joyas y pivotes, semejante al empleado en relojería, permite obtener un instrumento más robusto pero menos sensible que el anterior, en los cuales, típicamente se obtienedeflexión a plena escala, con 50 μA.

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En la fig. se muestra un imán permanente en forma de herradura, con dos piezas polares, de hierro dulce, que forman los polos "norte" y "sur", en el centro de los cuales hay un cilindro, también de hierro dulce, alrededor del cual se dispone el cuadro metálico, muy liviano, que sostiene las vueltas de alambre de cobre, que constituyen la bobina;la bobina está sustentada por medio de un sistema de joya y pivote, con extremadamente reducida fricción, por lo cual puede rotar con libertad. Al cuadro metálico se encuentra fija una aguja por su centro de gravedad, la cual rotará al mismo tiempo que rota aquél indicando sobre una escala, convenientemente calibrada, el valor de la corriente circulante. El cuadro metálico rotará ya que seencuentra fijo en el centro y como la corriente que pasa por el enrollado genera su propio campo magnético, con sus propios polos "norte" y "sur", estos interactúan con los del imán permanente, dando lugar al movimiento de rotación, gracias al par de fuerzas que se genera.

Básicamente, todos los instrumentos que requieran de un medio de interpretación decaracterísticas físicas usan ungalvanómetro. Este lo diseño el francés Arsen d’Arsonval en 1882 y lo llamó así en honor del científico italiano Galvini. En esencia, el medidor es un dispositivo que consta de un imán permanente y una bobina móvil. Es un dispositivo electromecánico que produce un efecto mecánico (deflexión angular) a partir de una variable eléctrica (pequeñas corrientes y en tensiones de corriente continua)....