Galvanómetro: instrumento para detectar y medir corriente eléctrica
Instrumento electromecánico que detecta y mide corriente eléctrica mediante la desviación de una bobina. Explica principios, partes, evolución histórica, aplicaciones y variantes principales.
Descripción general
Un galvanómetro es un instrumento diseñado para detectar y, en muchos casos, medir la presencia y magnitud de una corriente eléctrica. Históricamente se relaciona con el desarrollo de los primeros amperímetros, y su principio básico es la conversión de una señal eléctrica en un desplazamiento mecánico apreciable. En su forma más conocida, una corriente que atraviesa una bobina sometida a un campo magnético provoca un par que hace girar la bobina y desvía una aguja indicadora sobre una escala.
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Partes y principio de funcionamiento
Los galvanómetros tradicionales y más usados por su sensibilidad siguen el esquema de bobina móvil en campo fijo. Sus partes típicas incluyen:
- Una bobina o arrollamiento por donde circula la corriente a medir.
- Un imán o sistema de polos que genera un campo magnético estable.
- Un eje o suspensión elástica que permite el giro limitado.
- Un muelle o hilo de torsión que proporciona el par restaurador proporcional al ángulo.
- Una aguja o indicador y una escala para lectura.
Cuando la corriente pasa por la bobina surge una fuerza electromagnética que produce un giro hasta que el par de restitución equilibra el par magnético. La desviación angular puede calibrarse para indicar intensidad o, con circuitos auxiliares, voltajes o cargas.
Breve reseña histórica
Las primeras formas aparecieron en el siglo XIX tras los experimentos de dispositivos que respondían a corrientes débiles. Modelos como el galvanómetro de bobina móvil (a veces llamado de D'Arsonval) se consolidaron por su precisión y sensibilidad, y sirvieron de base para el desarrollo de instrumentos eléctricos más complejos y de técnicas de medida en laboratorios y telecomunicaciones.
Usos y variantes
Además de la lectura directa de corrientes, los galvanómetros han servido como bloques de construcción para otros aparatos: incorporados en medidores analógicos, como detectores en puentes de medida, en registradores y en sistemas de posicionamiento y servomecanismos de baja potencia. Existen variantes diseñadas para mayor sensibilidad (p. ej. de espejo y haz de luz) o adaptadas para medir grandes corrientes mediante derivaciones y transformadores de corriente.
Distinciones y datos relevantes
En la práctica moderna el término puede abarcar tanto instrumentos analógicos como mecánicos que emplean principios electromagnéticos clásicos como dispositivos electrónicos que simulan su comportamiento. Para mediciones de precisión profesionales se utilizan técnicas digitales y sensores más estables, si bien el galvanómetro conserva valor histórico y aplicaciones concretas donde la respuesta analógica inmediata es útil.
Operación
El uso más conocido es el de instrumento de medida analógico, a menudo llamado medidor. Se utiliza para medir la corriente continua (flujo de carga eléctrica) a través de un circuito eléctrico. La forma D'Arsonval/Weston que se utiliza hoy en día está construida con una pequeña bobina de alambre pivotante en el campo de un imán permanente. La bobina está unida a un fino puntero que recorre una escala calibrada. Un pequeño muelle de torsión tira de la bobina y de la aguja hasta la posición cero.
Cuando una corriente continua (DC) fluye a través de la bobina, ésta genera un campo magnético. Este campo actúa contra el imán permanente. La bobina se retuerce, empujando contra el muelle, y mueve la aguja. La aguja señala una escala que indica la corriente eléctrica. Un diseño cuidadoso de las piezas polares asegura que el campo magnético sea uniforme, de modo que el ángulo de la aguja sea proporcional a la corriente. Un medidor útil generalmente contiene una provisión para amortiguar la resonancia mecánica de la bobina móvil y la aguja, de modo que la aguja se asienta rápidamente en su posición sin oscilar.
Galvanómetro tangente
Un galvanómetro tangencial es un instrumento de medición primitivo utilizado para la medición de la corriente eléctrica. Funciona utilizando una aguja de brújula para comparar un campo magnético generado por la corriente desconocida con el campo magnético de la Tierra. Su nombre proviene de su principio de funcionamiento, la ley tangente del magnetismo, que establece que la tangente del ángulo que forma una aguja de brújula es proporcional a la relación de las intensidades de los dos campos magnéticos perpendiculares. Fue descrita por primera vez por Claude Servais Mathias Pouillet en 1837.
Un galvanómetro tangencial consiste en una bobina de hilo de cobre aislado enrollada en un marco circular no magnético. El marco
está montado verticalmente en una base horizontal provista de tornillos de nivelación. La bobina puede girar sobre un eje vertical que pasa por su centro. La caja de la brújula está montada horizontalmente en el centro de una escala circular. Consiste en una pequeña y potente aguja magnética que pivota en el centro de la bobina. La aguja magnética es libre de girar en el plano horizontal. La escala circular está dividida en cuatro cuadrantes. Cada cuadrante está graduado de 0° a 90°. En el centro de la aguja y en ángulo recto con ella se encuentra un puntero largo y fino de aluminio. Para evitar los errores debidos al paralaje, se monta un espejo plano debajo de la aguja de la brújula.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un galvanómetro?
R: Un galvanómetro es un tipo de amperímetro que se utiliza para detectar y medir la corriente eléctrica.
P: ¿Quién da nombre al galvanómetro?
R: El galvanómetro debe su nombre a Luigi Galvani.
P: ¿Qué tipo de salida produce un galvanómetro en respuesta a la corriente eléctrica?
R: En respuesta a la corriente eléctrica que circula por su bobina, un galvanómetro produce una deflexión giratoria.
P: ¿Cuál es el rango de deflexión producido por un galvanómetro?
R: Un galvanómetro produce un arco de deflexión limitado.
P: ¿Qué otros usos tiene el mecanismo utilizado en un galvanómetro?
R: El mismo mecanismo utilizado en un galvanómetro se emplea en equipos de registro, posicionamiento y servomecanismos.
P: ¿Un galvanómetro es un dispositivo digital o analógico?
R: Un galvanómetro es un transductor electromecánico analógico.
P: ¿Para qué sirve un galvanómetro?
R: La finalidad de un galvanómetro es medir y detectar la corriente eléctrica.
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Autor
AlegsaOnline.com Galvanómetro: instrumento para detectar y medir corriente eléctrica Leandro Alegsa
URL: https://es.alegsaonline.com/art/37346