El Galvanómetro De Bobina Móvil. Funcionamiento, Ejemplos y Construcción.

¿Alguna vez te has preguntado cómo la compañía de servicios públicos sabe cuánta energía usas cada mes? En resumen, utiliza un medidor de electricidad. El galvanómetro es un instrumento que se utiliza para determinar la presencia, dirección y fuerza de una corriente eléctrica en un conductor.

Cuando una corriente eléctrica pasa a través del conductor, la aguja magnética tiende a girar en ángulo recto con el conductor de modo que su dirección es paralela a las líneas de inducción alrededor del conductor y su polo norte apunta en la dirección en la que estas líneas de inducción fluyen. Un galvanómetro es un tipo de amperímetro. Es un instrumento para detectar y medir la corriente eléctrica.

Galvanómetro de bobina móvil

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El galvanómetro de bobina móvil es un dispositivo electromagnético que puede medir pequeños valores de corriente. Consiste en imanes permanentes en forma de herradura, bobina, núcleo de hierro blando, resorte pivotante, marco no metálico, escala y puntero.

Principio del galvanómetro de bobina móvil

El par actúa en una bobina portadora de corriente suspendida en el campo magnético uniforme. Debido a esto, la bobina gira. Por lo tanto, la desviación en la bobina de un galvanómetro de bobina móvil es directamente proporcional a la corriente que fluye en la bobina.

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Construcción de un galvanómetro de bobina móvil

Consiste en una bobina rectangular de un gran número de vueltas de alambre de cobre finamente aislado enrollado sobre un ligero marco metálico. La bobina está suspendida entre las piezas polares de un imán de herradura por una fina tira de fósforo y bronce de una cabeza de torsión móvil. El extremo inferior de la bobina está conectado a un resorte de bronce fosforoso que tiene sólo unas pocas vueltas.

El otro extremo del resorte está conectado a un tornillo de fijación. Un cilindro de hierro blando se coloca simétricamente dentro de la bobina. Los polos magnéticos hemisféricos producen un campo magnético radial en el que el plano de la bobina es paralelo al campo magnético en todas sus posiciones. Un pequeño espejo plano unido al cable de suspensión se utiliza junto con una lámpara y una escala para medir la desviación de la bobina.

Funcionamiento del Galvanómetro de bobina móvil

Que PQRS sea una sola vuelta de la bobina. Una corriente I fluye a través de la bobina. En un campo magnético radial, el plano de la bobina es siempre paralelo al campo magnético. Por lo tanto, los lados QR y SP son siempre paralelos al campo. Por lo tanto, no experimentan ninguna fuerza. Los lados PQ y RS son siempre perpendiculares al campo.

PQ = RS = l, longitud de la bobina y PS = QR = b, anchura de la bobina. Fuerza en PQ, F = BI (PQ) = BIl. Según la regla de la izquierda de Fleming, esta fuerza es normal al plano de la bobina y actúa hacia afuera.

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Fuerza sobre RS, F = BI (RS) = BIl. Esta fuerza es normal al plano de la bobina y actúa hacia adentro. Estas dos fuerzas paralelas iguales, dirigidas en sentido contrario y con diferentes líneas de acción constituyen un par y desvían la bobina. Si hay n vueltas en la bobina, el momento del par de desviación =  n BIl – b

Por lo tanto, el momento de la pareja deflectora = nBIA

El cable de suspensión se retuerce cuando la bobina se desvía. A causa de la elasticidad, se establece una pareja restauradora en el alambre. Este par es proporcional a la torsión. Si es la torsión angular, entonces, el momento de la pareja de restauración = Cθ, donde C es la pareja de restauración por unidad de torsión. En equilibrio, pareja deflectora = pareja restauradora nBIA = Cθ

Por lo tanto podemos escribir, nBIA = Cθ

I = (C / nBA) × θ donde C es la constante de torsión del resorte; es decir, el par de restauración por unidad de giro. Un puntero unido al muelle indica la desviación θ en la escala.

La sensibilidad del galvanómetro de bobina móvil

La sensibilidad de un galvanómetro de bobina móvil es la relación entre el cambio en la desviación del galvanómetro y el cambio en la corriente. Por lo tanto escribimos, Sensibilidad = d/di. Si un galvanómetro da una mayor deflexión para una corriente pequeña es un galvanómetro sensible. La corriente en el galvanómetro de bobina móvil es: I = (C/nBA) × θ

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Por lo tanto, = θ = (nBA/C) × I. Diferenciando en ambos lados de I, tenemos: dθ/di = (nBA/C).

En resumen, la sensibilidad del Galvanómetro de Bobina Móvil aumenta en:

• Aumentando el número de vueltas y el área de la bobina,
• Aumentando la inducción magnética y
• Disminuyendo el par por unidad de giro de la fibra de suspensión.

Ventajas y desventajas del galvanómetro de bobina móvil

Ventajas

• La sensibilidad aumenta a medida que el valor de n, B, A aumenta y el valor de k disminuye.
• Las corrientes de remolino producidas en el marco hacen que la bobina se detenga rápidamente, debido a que la bobina se enrolla sobre el marco metálico.

Desventajas

• No podemos cambiar la sensibilidad del galvanómetro a voluntad.
• Sobrecargar puede dañar cualquier tipo de galvanómetro.

Ejemplos resueltos para ti

Pregunta: Afirmación: La resistencia de un miliametro es mayor que la del amperímetro

Razón: La resistencia de la derivación en caso de un milímetro es mayor que la del amperímetro.

Diferencias Entre Cable Trifásico Y Monofásico

• A. Tanto la (A) como la (R) son verdaderas y la (R) es la explicación correcta de la (A).
• B. Tanto (A) como (R) son verdaderas pero (R) no es la explicación correcta de (A).
• C. (A) es verdadera pero (R) es falsa.
• D. (A) es falsa pero (R) es verdadera.

Solución: A diferencia del voltímetro, para tener una lectura más precisa en el amperímetro, toda la corriente debe pasar a través del amperímetro para lo cual la resistencia de la derivación debe ser muy alta. Por lo tanto, la resistencia del miliamperio es más que un simple amperímetro.

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Pregunta: El Galvanómetro de bobina móvil utiliza alambre de bronce fosforoso para la suspensión porque tiene

• A. Alta Conductividad
• B. Alta sensibilidad
• C. Un par grande por unidad de giro
• D. Un pequeño par por unidad de giro

Solución: Sabemos que el par de restauración es = C. Como K es la constante de torsión. Sin embargo, el valor de C es muy pequeño en el alambre de bronce fosforoso, se genera un pequeño par de restauración en el alambre. Es decir, en otras palabras, el alambre de bronce fosforoso tiene un pequeño par por unidad de torsión.