f_t_septima_edicion

Resumen
El momento magnético de las espiras por las que circula una
comente constituye la base de tantas aplicaciones que es
esencial tener conocimientos básicos firmes al respecto. El
funcionamiento de los generadores, motores, amperímetros,
voltímetros y muchos instrumentos industriales se ve afectado
directamente por las fuerzas y los momentos de torsión magnéticos.
A continuación se resumen los principales conceptos
que conviene recordar.
• El momento de torsión magnético sobre una bobina de
alambre que conduce corriente y tiene N vueltas de alambre
está dado por
r = NBIA eos a
Momento de torsión magnético
donde N = número de vueltas de alambre
B = densidad de flujo, T
I = corriente, A
A = área de la bobina de alambre, m2
a = ángulo que forma el plano de la bobina con el
campo
La misma ecuación puede aplicarse en el caso de un solenoide,
excepto en que el ángulo a se sustituye generalmente
por 6, que es el ángulo que forma el eje del solenoide
con el campo.
r = NBIA sen 9
Momento ele torsión sobre
un solenoide
La resistencia multiplicadora Rm que se debe conectar
en serie con un voltímetro para permitir la desviación de
toda la escala para V se calcula mediante
Resistencia multiplicadora
/ es la corriente del galvanómetro y Roes su resistencia.
La resistencia en derivación Rs que debe conectarse en
paralelo con un amperímetro para tener una desviación de
toda la escala para una corriente I es
R, = I - lo
Resistencia en derivación
Conceptos clave
amperímetro 594
armadura 596
conmutador de anillo dividido 595
derivación 594
desviación de toda la escala 593
galvanómetro 592
momento de torsión magnético
motor de cd 595
motor eléctrico 595
resistencia en derivación 594
resistencia multiplicadora
592 sensibilidad 592
voltímetro 593
593
Preguntas de repaso
30.1. Las fuerzas de igual magnitud y sentido opuesto que
actúan sobre una espira con comente en un campo
magnético forman lo que se conoce como un par
de fuerzas. Demuestre que el momento de torsión
resultante sobre un par de fuerzas de ese tipo es el
producto de una de las fuerzas por la distancia perpendicular
entre sus líneas de acción.
30.2. ¿Por qué es necesario proporcionar un campo magnético
radial a la bobina del galvanómetro?
30.3. Una bobina de alambre está suspendida de un hilo,
de modo que el plano de las espiras coincida con el
plano de la página. Si la bobina se coloca dentro de
un campo magnético cuya dirección es de izquierda
a derecha y si se hace circular por la bobina una
comente en el sentido de las manecillas del reloj,
describa cuál será su movimiento.
30.4. ¿En qué se asemeja el funcionamiento de un galvanómetro
al de un motor? ¿En qué se diferencian?
30.5. ¿De qué forma influye el núcleo de la bobina de un
galvanómetro en la sensibilidad del instrumento?
30.6. Explique en qué consiste el momento de torsión
ejercido sobre un imán de barra suspendido en un
campo magnético, sin referirse a los polos magnéticos.
Comente, desde el punto de vista atómico,
cómo el momento de torsión observado puede surgir
por la misma causa que el momento de torsión
en una espira por la que fluye comente.
30.7. Suponga que se desea incrementar en N veces los
límites de la escala de un amperímetro. Demuestre
que la resistencia en derivación que debe colocarse
entre las terminales del amperímetro se calcula
mediante
R,
R5 =
1 N - 1
donde R es la resistencia del amperímetro.
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