Fisica General Burbano

APARATOS DE LA MEDIDA DE CORRIENTE CONTINUA 507
magnético terrestre, se usan los llamados PARES ASTATICOS, constituidos por dos agujas imanadas rígidamente
unidas entre sí y con sus polos opuestos colocados al mismo lado, anulándose los dos
pares de fuerzas (iguales y de sentido contrario) que se originan por el campo magnético terrestre,
anulándose sus efectos y quedando en equilibrio en cualquier posición. Este par astático se suspende
de un hilo de torsión y cada una de las agujas del par queda situada en el centro de sendas
bobinas por las que pasará la corriente que se desea medir (Fig. XXI-79). Al pasar la corriente por
las bobinas, los efectos magnéticos sobre las agujas se superponen, tendiendo a colocarse en posición
perpendicular al plano de las bobinas, oponiéndose a ello el par de torsión del hilo de suspensión,
quedando en equilibrio cuando se compensen los efectos de ambos pares, el ángulo girado
dependerá del par de fuerzas que actúa sobre el par de agujas, y este es proporcional a su vez
a la intensidad de corriente, una vez calibrado el galvanómetro, es decir, determinada la contante
de proporcionalidad entre el ángulo de giro y la intensidad de corriente, se medirá esta última.
XXI – 45. Galvanómetro de cuadro móvil y balístico
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Si entre las piezas polares de un potente imán de herradura se coloca un cuadro por el que circula
una corriente, de forma que las líneas de campo magnético estén en el mismo plano del cuadro
(Fig. XXI-80), quedará éste sometido a un par de fuerzas tal que las fuerzas F y F′ que lo componen
son perpendiculares al plano del cuadro, desviándose éste de su posición de equilibrio.
Si el cuadro se encuentra unido a un resorte A, y el momento del par permanece constante en
las sucesivas posiciones del sistema, el ángulo q que éste se desvía, es proporcional a la intensidad
de la corriente que circula por las espiras: I = C q. La medida de C y q, nos determina la intensidad
I. C se determina por un previo calibrado, pasando por el cuadro una corriente de intensidad I conocida;
la medida del ángulo q de desviación nos da el valor de la constante de proporcionalidad
(C = I/q).
Para conseguir la constancia del par, las piezas polares dejan entre sí una cavidad cilíndrica en
la que hay alojado un cilindro de hierro dulce dejando entre él y las paredes de la cavidad una pequeña
capa de aire; las espiras que componen el cuadro están arrolladas en un plano diametral
del cilindro, como indica la Fig. XXI-80. El campo magnético es radial y de valor constante en la
capa de aire y así en cualquier posición del cuadro el momento del par es el mismo.
El momento del par que actúa sobre el arrollamiento es: N = BIA, ya que la dirección del
campo radial coincide con la normal a la superficie del circuito en todas las posiciones de él. A es
la superficie total del circuito. Siendo el momento del par que produce la torsión de resorte N = K q
obtenemos por igualación:
K
BIA= Kq ⇒ I= q = C q
BA
como ya habíamos indicado.
GALVANÓMETRO BALÍSTICO: Una aplicación del galvanómetro se tiene cuando
se utiliza para medir la carga eléctrica, que pasa por el cuadro en un tiempo
pequeño, comparado con su período de oscilación; así por ejemplo: al cesar
la corriente continua que pasa por el cuadro de una galvanómetro, el par
recuperador es: N R
= – K q = Λ a (Λ = momento de inercia; a = aceleración
angular); y el cuadrado oscilará con un período: T = 2 p L / K . Si el momento
de inercia es grande y la constante recuperadora K, pequeña, las oscilaciones
del cuadro son lentas.
En estas condiciones se puede utilizar el galvanómetro para medidas de
cantidades de electricidad correspondientes a descargas que se realizan a
través del cuadro, en un tiempo pequeño. El cuadro recibe un impulso de corta
duración y oscila, siendo su desviación máxima proporcional a la cantidad
de electricidad que circula por el circuito, siempre que el amortiguamiento del
sistema sea constante.
XXI – 46. Amperímetros
Los galvanómetros se construyen en general para medir intensidades de
corriente relativamente pequeñas; sin embargo se pueden utilizar para la medida
de intensidades mucho mayores, sin más que shuntarlo (Fig. XXI-81) y
hacer pasar por el galvanómetro una fracción tan pequeña como se quiera de
la intensidad total, tal montaje de medición lo llamaremos AMPERÍMETRO. Para
convertir un galvanómetro en un amperímetro de alcance múltiple, habrá que
tener en cuenta la máxima corriente que puede pasar por el galvanómetro y
shuntarlo con más o menos resistencia (según la intensidad a medir), como se
indica en la Fig. XXI-82, en la que a, b, c y d son clavijas o enchufes para la conexión
con el circuito en el que se desea medir la intensidad. (Ver problema 83
del capítulo XX).
Fig. XXI-79.– Galvanómetro de
imán móvil. Par astático.
Fig. XXI-80.– Galvanómetro de cuadro móvil.