Fisica General Burbano

AMPERÍMETROS, VOLTÍMETROS Y VATÍMETROS PARA CORRIENTES ALTERNAS 535
IL
= V YL
V
L
e i wt
=
w
I = V Y
i
= V Cw
e
C
C
0 ( − p/ 2)
( wt
+ p/ 2)
que son iguales en módulo y forman en el diagrama (Fig. XXII-55) un ángulo p, y por tanto:
[I L
] + [I C
] = 0, resultado que ya habíamos previsto.
PROBLEMAS: 80 al 83.
0
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I) AMPERÍMETROS, VOLTÍMETROS Y VATÍMETROS PARA
CORRIENTES ALTERNAS*
XXII – 34. Amperímetro y voltímetro térmico.
Por el fino conductor, con dos puntos fijos A y B (Fig. XXII-56), circula la corriente a medir. De
su centro y por medio de un hilo H, que da una vuelta por la garganta de una polea C, pende el
peso P. Al pasar la corriente (continua o alterna) AB se dilata, P desciende y C gira, acompañándole
en su giro la aguja que señala en un limbo graduado la intensidad de la corriente.
El aparato se calibra previamente con un voltámetro por el que circula corriente continua, que
nos indica por depósito de un metal en el cátodo, las intensidades de las diversas corrientes empleadas
en el calibrado.
Se puede emplear el sistema como voltímetro, instalándolo en derivación e intercalando una
gran resistencia.
XXII – 35. Amperímetros y voltímetros de hierro dulce
En la Fig. XXII-57, la barra CD, de hierro dulce, está situada en el interior de una bobina y en
su posición de equilibrio queda oblicuamente con respecto al eje de aquella, por tener el extremo
C algo más peso que el D, o bien por un «muelle antagonista» que la obliga a tal posición. Al pasar
corriente por el devanado se imana CD, tendiendo a colocarse en la dirección del eje. Como al
cambiar el sentido de la corriente cambia la naturaleza de los polos del imán, la desviación se realiza
siempre en el mismo sentido, indicándonos la intensidad de la corriente una aguja, que recorre
un limbo que se ha graduado en un previo calibrado.
El aparato se puede emplear como voltímetro, como se ha indicado en el párrafo anterior.
XXII – 36. Amperímetros y voltímetros electrodinámicos.
Están constituidos por dos bobinas, fija (F) y móvil (M), cuyos ejes forman entre sí un ángulo
de 90º. La bobina móvil, M, está suspendida por su centro, de un hilo resistente a la torsión (la
Fig. XXII-58 está «en planta»; es decir: el hilo que sostiene a M es perpendicular al plano del papel
y hacia nosotros). La bobina fija F, envuelve a la M. Por ambas pasa la misma corriente por estar
instaladas en serie. Al pasar la corriente gira M, tendiendo a coincidir su campo magnético B M
, con
el de B F
. Aunque cambie el sentido de la corriente no cambia el sentido de giro, ya que se invierten
a la vez, los campos magnéticos de las dos bobinas (esquema inferior de la figura).
El ángulo de desviación de M es, en primera aproximación, proporcional al producto de las intensidades
que circulan por las bobinas; pero como tales intensidades son iguales, resulta el ángulo
de giro proporcional al cuadrado de la intensidad. La fijación de la posición de equilibrio de M
puede realizarse por un «muelle antagonista» en vez del hilo resistente a la torsión.
El calibrado y el empleo del aparato como voltímetro se realiza como se ha indicado en los párrafos
anteriores.
XXII – 37. Vatímetros
El carrete móvil de un amperímetro electrodinámico, descrito en el párrafo anterior, se instala
en derivación (puntos C y D) en la Fig. XXII-59 con respecto al receptor e′, del que se trata de medir
la potencia consumida; el circuito de tal bobina (bobina voltimétrica) debe tener una gran resistencia,
para lo que se añade la resistencia adicional R. La bobina fija (amperimétrica) está en serie
con el receptor e′. Al pasar la corriente gira M, venciendo la resistencia a la torsión del hilo del que
pende o el efecto de un muelle antagonista, que fija su posición de equilibrio.
El ángulo de giro es, como se ha expresado en el párrafo anterior, proporcional al producto de
las intensidades que circulan por las bobinas. Pero, como el carrete móvil está montado en derivación,
la intensidad que circula por él es proporcional a la diferencia de potencial (V C
– V D
); es por
lo tanto el ángulo de giro proporcional al producto I (V C
– V D
) y en definitiva: el ángulo de giro del
Fig. XXII – 55. La intensidad es nula
en la línea general.
Fig. XXII – 56. Amperímetro térmico.
Fig. XXII – 57. Amperímetro de hierro
dulce.
Fig. XXII – 58. Amperímetro electrodinámico.
* Los instrumentos de media descritos en esta sección se puede emplear indistintamente para corrientes alternas y continuas.