Movimiento de D’ Arsonval
El mecanismo sensor más común que se emplea en los amperímetros y vólmetros electromecánicos es un dispositivo sensor de corriente llamado galvanómetro de D’ Arsonval o movimiento de imán permanente y bobina móvil. Este mecanismo fue desarrollado por D’ Arsonval en 1881.
También se emplea en algunos óhmetros, medidores rectificadores de corriente alterna y puentes de impedancia. Su aplicación tan difundida se deba a su sensibilidad y exactitud extremas.
Se pueden detectar corrientes de menos de 1m A mediante instrumentos comerciales. (Algunos instrumentos de laboratorio que emplean los movimientos de D’ Arsonval pueden medir corrientes tan pequeñas como 1.0 X 10-13 A).
El movimiento detecta la corriente empleando la fuerza que surge de la interacción de un campo magnético y la corriente que pasa a través de él. La fuerza se emplea para generar un desplazamiento mecánico, que se mide en una escala calibrada.
Las cargas que se mueven en forma perpendicular al flujo de un campo magnético experimentan una fuerza perpendicular tanto al flujo como a la dirección de movimientos de las cargas.
Como la corriente que pasa por un conducto de debe a un movimiento de cargas, esas cargas estarán sujetas a la fuerza magnética si se orienta adecuadamente al conductor dentro de un campo magnético. La fuerza se transmite mediante las cargas a los átomos en un conductor, y se fuerza al conductor mismo a moverse.
La dirección de la fuerza en el conductor que lleva la corriente se encuentra fácilmente mediante la regla de la mano derecha. El dedo índice apunta en la dirección de la corriente convencional y el dedo medio apunta en la dirección del campo magnético. La ecuación vectorial que define a esta fuerza es:
F = i L X B
Siendo F la fuerza en newtons en el conductor, i es la corriente en amperes, L es la longitud en metros y B se representa por X.
En algunos medidores analógicos las escalas son no lineales. Esto se debe por lo general a que el campo magnético no es uniforme en toda la zona entre las piezas polares del imán. Para que la indicación del medidor sea exacta, la escala del medidor debe desviarse de la linealidad para compensar esa falta de uniformidad del medidor.
El mecanismo o movimiento que patentó D’ Arsonval se basa en este principio. Una bobina de alambre se fija en un eje que gira en dos cojinetes de joya. La bobina puede girar en un espacio entre un núcleo cilíndrico de hierro suave y dos piezas polares magnéticas.
Las piezas polares crean el campo magnético y el núcleo de hierro restringe el campo al espacio de aire (entrehierro) entre él y las piezas polares. Si se aplica una corriente a la bobina suspendida, la fuerza resultante hará que gire.
A este giro se oponen dos resortes pequeños que originan un par (fuerza giratoria) que se opone al par magnético. Las fuerzas de los resortes se calibran de modo que una corriente conocida origine una rotación de ángulo conocido.(También, los resortes sirven como conexiones eléctricas para la bobina.) El puntero liviano muestra la cantidad de rotación sobre una escala calibrada.
La desviación de la aguja es directamente proporcional a la corriente que fluye en la bobina, siempre que el campo magnético sea uniforme y la tensión del resorte es lineal. En ese caso, la escala del medidor también es lineal. La exactitud de los movimientos de D’ Arsonval que se emplean en los medidores comunes de laboratorio es de aproximadamente el 1% de la lectura de la escala completa.
Fuente: Apuntes de la materia de Electrónica básica del Instituto Tecnológico de la Paz
