Mediciones Analogas

 Instrumentos analógicos 

 Instrumentos de imán permanente y bobina móvil Los instrumentos de imán permanente y bobina móvil (I.P.B.M.), conocidos también como tipo d’Arsonval, son los más usados en medidas de corriente continua, como voltímetros y amperímetros; se caracterizan por ser fácilmente transportables, su calibración es casi permanente y su uso es sencillo. 

 El instrumento se compone de una bobina móvil formada por un gran número de espiras de alambre muy delgado, la que puede girar dentro del entre hierro de un imán permanente. La suspensión de este sistema móvil es, generalmente, de eje y dos descansos. Cuando la bobina es recorrida por una corriente, se produce sobre ella un torque deflectante que tiende a hacerla girar en contra de un torque resistente que se obtiene usualmente por torsión de un resorte espiral. Entonces puede suponerse que el torque resistente es proporcional al ángulo de torsión del resorte; en la práctica, los resortes en espiral suelen aprovecharse para conducir la corriente a través de la bobina móvil.

Figura 1 Instrumento de imán permanente y bobina móvil

  La fuerza que actúa sobre cada lado de la bobina es donde B es el campo magnético en el entrehierro, uniforme e independiente de la posición angular de la bobina, idl es la corriente por un elemento de longitud dl, n el número de vueltas de la bobina. El torque instantáneo, producido por las fuerzas a ambos lados de la bobina, es: donde d es el diámetro de la bobina.

 Usualmente el sistema móvil tiene demasiada inercia para poder seguir las pulsaciones del torque instantáneo, por lo que se deflecta según el valor promedio del mismo: Si se supone que el sistema resistente (p.e resortes en espiral) proporciona un torque resistente KR por unidad de ángulo de deflexión, entonces en la posición de equilibrio se tiene que: de donde resulta que el ángulo de giro es proporcional al valor medio de la corriente.

 Debido a esta proporcionalidad, este instrumento no mide corriente alterna de frecuencia constante, solo mide corriente continua. Además, la graduación de la escala de lectura será lineal. Tanto los amperímetros como los voltímetros de corriente continua de I.P.B.M. son instrumentos indicadores de corriente porque su deflexión depende de la corriente que circula por la bobina móvil. Como los resortes de retención sirven para conducir la corriente que pasa por la bobina, la capacidad de corriente de éstos puede llegar a imponer un límite para la corriente de la bobina; ese límite corresponde a aquella corriente que puede circular por los resortes sin incrementar apreciablemente su temperatura debido a la disipación de potencia i2 R ya que un consumo elevado significa una alteración excesiva del circuito bajo medición, y también una alteración mecánica de los resortes. Para obtener rangos de corrientes elevadas en amperímetros (por sobre 20 mA) el elemento móvil (bobina + resortes) es conectado internamente en paralelo con un shunt de muy baja resis¬tencia, por el que se deriva la mayor parte de la corriente que pasa a través del instrumento.

 Sólo en los micro amperímetros y mili amperímetros de rangos no mayores que 20 mA toda la corriente circula a través de la bobina móvil. En los voltímetros, cualquiera sea su rango, la bobina móvil se conecta en serie con una resistencia interna alta, la que tiene por objeto limitar la magnitud de la corriente que circula por la bobina. En los amperímetros y en los voltímetros, el respectivo mecanismo de limitación de corriente por la bobina tiene también por efecto minimizar la alteración que introduce el instrumento en el circuito al que se encuentra conectado.

Un grupo de instrumentos de imán permanente y bobina móvil, de particular interés, lo constituyen aquellos en que la bobina móvil se ha separado en dos bobinas dispuestas en 90º físicos y una de ellas se conecta en serie con una resistencia de valor elevado. De este modo, se consigue que por una bobina circule una señal proporcional a la corriente por el elemento a medir y por la otra bobina circule una señal proporcional al voltaje aplicado al elemento a medir. Se consigue un medidor de resistencia eléctrica. Dependiendo de la magnitud de resistencia a medir, podemos distinguir el medidor tradicional, para rango intermedio, el meghómetro, para medida de muy altos valores ( p.e. resistencia de aislación) y el ducter, para muy bajos valores (p.e. resistencia de contacto)

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