Mediciones

APUNTE N° 4

INTRUMENTOS DE MEDICIÓN

TEORÍA DE LOS INSTRUMENTOS ELECTRODINÁMICOS

INTRODUCCIÓN

Generalidades: descripción

Desde un punto de vista constructivo, los instrumentos electrodinámicos poseen dos bobinas, una de las cuales es una bobina móvil y la otra es una bobina de eje magnético espacial fijo (bobina fija). En general, a la bobina fija se la llama bobina amperométrica, y a la bobina móvil se la denomina bobina voltimétrica.

Constructivamente, la bobina fija es externa, dado que abraza a la bobina móvil, la cual rota en el interior de la primera. Los lados activos de ambas bobinas son, espacialmente, paralelos; por lo tanto, las corrientes que atraviesan a los bobinados también lo serán.

Funcionamiento

Estos instrumentos basan su principio de funcionamiento en la acción recíproca de los dos campos magnéticos (ya descriptos) y que fueron generados por las dos bobinas, gracias a la acción de la circulación de la corriente eléctrica que se va a medir. Los dos flujos de los campos son proporcionales a la corriente medida. Como las corrientes que circulan por los lados activos de las bobinas son paralelas, si las intensidades son de igual sentido, entonces las fuerzas que se desarrollan en esos lados son de atracción; en cambio, si las corrientes son de distinto sentido, las fuerzas son de repulsión. Esas fuerzas son la causa de la cupla motriz y por tanto del giro del sistema móvil.

Hay formas constructivas en las que se conectan ambos bobinados en serie. Cuando en el instrumento no se conectan en serie los bobinados amperométricos y voltimétricos, el diámetro del alambre del bobinado voltimétrico es muy fino, mientras que el del amperométrico es de mayor sección. Además es necesario que así sea pues un alambre fino hace más liviano al sistema móvil. Para la bobina voltimétrica, vale la misma descripción que para los instrumentos magnetoeléctricos, en lo que se refiere a la construcción de la bobina, el bastidor y su doble función, la entrada y salida de la corriente en la bobina, la doble función de los resortes (espirales) en la producción de la cupla antagónica y en la introducción de la corriente en la bobina móvil, etc. La bobina móvil es la productora de un campo cuyo eje magnético rota y es la cede de la cupla motora. La bobina móvil funciona siempre con corrientes débiles del orden de los 20 a 500mA. La bobina fija es la productora del campo magnético principal y, según los tipos de instrumentos (amperímetro, voltímetro o wattímetro), soporta una gran variedad de intensidades: “desde algunas décimas de ampère hasta centenares de ampères. [Las corrientes débiles son para instrumentos] sensibles; [los que soportan centenares de ampères] son instrumentos especiales de construcción especial. Los instrumentos portátiles de uso común, poseen un circuito de corriente fuerte que tolera no más de 10 A; cuando se requiere emplearlos en [corrientes] mayores, se los combina con shunts o derivadores (para mediciones en CC) o con transformadores de intensidad (para mediciones de CA con frecuencias entre 200 y 500 Hz como máximo).” (cf.: Emilio N. Packmann: “Mediciones Eléctricas”; ed H.A.S.A.).

En cuanto al sistema de amortiguamiento del instrumento, éste puede ser de tipo electromagnético, pero también es muy empleado el sistema amortiguador neumático.

Con este sistema se construyen Amperímetros, Voltímetros y Wattímetros. Le dedicaremos un apartado especial para el Wattímetro cuando estudiemos la medición de la potencia eléctrica en un circuito.

Tipos constructivos de instrumentos electrodinámicos

Existen dos variantes constructivas de los instrumentos electrodinámicos. El primer tipo constructivo es llamado: instrumentos electrodinámicos sin núcleo magnético. Al otro tipo se los llama: instrumentos ferrodinámicos.

Generalmente, los instrumentos electrodinámicos no tienen material magnético en su estructura, y por ello mismo está exento de los inconvenientes producidos por la saturación y la histéresis. Estos instrumentos desarrollan cuplas proporcionalmente débiles y son los únicos aptos para funcionar con CC y CA de frecuencias industriales.

Las impedancias de sus circuitos

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