Galvanometro

Galvanómetro

Un galvanómetro es un aparato que se emplea para indicar el paso de pequeñas corrientes eléctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Como veremos su funcionamiento se basa en fenómenos magnéticos.

El galvanómetro consta de una aguja indicadora, unida mediante un resorte espiral, al eje de rotación de una bobina rectangular plana, que está suspendida entre los polos opuestos de un imán permanente.

En el interior de la bobina se coloca un núcleo de hierro dulce, con el fin de concentrar en ella las líneas de inducción magnética.

Podemos considerar como la precursora de los aparatos de medida de la corriente eléctrica. Se coloca una aguja imantada debajo de un hilo conductor por el cual circula una corriente cuya intensidad se desea medir. El hilo conductor y la aguja están alineados con la dirección norte-sur cuando no pasa corriente por el conductor. La desviación de la aguja constituye una medida de la intensidad de la corriente que circula por el hilo conductor.

El momento producido por un campo magnético sobre una espira es directamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula por ella. Este hecho explica el funcionamiento del galvanómetro.

Actualmente, los galvanómetros utilizados son del tipo D’Arsonval de cuadro móvil formado por un conjunto de espiras que pueden girar alrededor de un eje. Las espiras forman una pequeña bobina rectangular montada sobre un cilindro de hierro dulce.

Las espiras están situadas entre los polos de un potente imán. El imán está diseñado de modo que el campo magnético en la región en que las espiras giran tiene dirección radial. El eje de rotación puede ser vertical con las espiras suspendidas de un hilo de torsión, o bien, el eje de rotación puede ser horizontal unido a un muelle helicoidal.

El mecanismo de medición consta de una bobina de cuadro suspendida por tensores en una ventana de trabajo en el imán permanente.

El dispositivo de lectura posee una escala lineal y la aguja. Debajo de la aguja tiene situado un espejo para evitar el error de paralaje durante la lectura.

En la cubierta del instrumento se sitúa un termómetro para conocer la temperatura del instrumento, en los modelos más antiguos el termómetro está situado en el panel de lectura.

El instrumento está equipado con un panel de contactos en el cual se encuentran los bornes de conexión de los correspondientes sensores actinométricos.

El funcionamiento del instrumento está basado en el principio magneto-eléctrico. Durante el paso de la corriente eléctrica por la bobina del mecanismo de medición surge un momento mecánico de fuerza proporcional a la intensidad de la corriente, al número de vueltas de la bobina, a sus dimensiones y al valor de la inducción magnética en la ventana de trabajo del imán permanente. El giro de la bobina originado por el momento de fuerza antes señalado de ocurre hasta que el momento de fuerza de los tensores se equilibra con el momento electromecánico.

La magnitud del momento de la fuerza de los tensores es proporcional al ángulo de torsión de los mismos, el valor de este ángulo es precisamente la medida de la corriente del galvanómetro, el ángulo de giro de la bobina se determina con la aguja unida a ella sobre la escala.

Fuerzas y momento sobre las espiras

Donde, ut es un vector unitario que nos señala la dirección y el sentido en el que se mueven los portadores de carga positivos.

La fuerza F sobre cada uno de los lados de longitud a, está señalada en la figura y su módulo vale

F=i•1•B•a•sen90º=iBa.

Como vimos en la página anterior la fuerza que ejerce el campo magnético sobre cada uno de los lados de longitud

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