galvanÓmetros
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GALVANMETROS.
1.INTRODUCCIN.
HaceunosmesesreciblaamablepropuestadeJon,EA2ARD,paralaredaccindeunartculosobregalvanmetros,diferenciaentreVoltmetroyAmpermetro,circuitoparaconocerlascaractersticasdelinstrumento,frmulasdeclculoparacambiarelfondodeescala,cmodibujarunaescalanueva,circuitoparaconunsloinstrumentoconmutarentreVoltiosyAmperios,etc.Enlassiguienteslneastratardedarcumplidarespuestaatodasestascuestionesdelaformamssencillaposible.
Segnladefinicinmscomn,elgalvanmetroesunaparatoqueseempleaparaindicarelpasodecorrienteelctricaporuncircuitoyparalamedidaprecisadesuintensidad.Paraelloseutilizanlosefectostrmicosomagnticosquecausanelpasodelacorrienteelctrica.
Enlosgalvanmetrostrmicos,seproduceelalargamientodeunhilomuyfinoarrolladoauncilindrosolidarioconlaagujaindicadora,alcalentarseporelEfectoJoulealpasodelacorrienteelctrica.Elmayoromenoralargamientodeestehiloesproporcionalalaintensidaddelacorrienteyportantoseproduceunamayoromenordesviacindelaagujaindicadora.
Losgalvanmetrosmagnticospuedenserdeimnmvilodecuadromvil.
Enungalvanmetrodeimnmvil,laagujaindicadoraestunidaaunimnqueseencuentrasituadoenelinteriordeunabobinaporlaquecirculalacorrientequesemide,lacualproduceuncampomagnticoque,dependiendodesusentido,produceunaatraccinorepulsindelimnproporcionalalaintensidaddedichacorriente.
Enelgalvanmetrodecuadromvilelefectoessimilar,peroenestecasolaagujaindicadoraestunidaaunapequeabobina,porlaquecirculalacorrienteamediryqueseencuentraenelsenodelcampomagnticoproducidoporunimnfijo.Unmuelleespiralhacequelaagujaindicadoravuelvaalaposicindereposounavezquecesaelpasodecorriente.
Enlafiguranmerounoestrepresentadoungalvanmetrodecuadromvil,enelqueseaprecialabobinaocuadromvilyelmuelleoresortequehacevolveralaagujaindicadoraalaposicindereposoalcesarlacorrienteelctrica.
Paramedirlaintensidaddeunacorrienteelctricaseconectaenparaleloconelgalvanmetrounaresistenciadebajovalorllamada"shunt"ydeestamaneraelinstrumentopuedemedirintensidadeselevadasconmuypocacadadetensin,yaqueelampermetroseconectaenserieconelcircuito.Paralamedidadelatensinelctricasedisponeunaresistenciadealtovalor,llamada"multiplicadora",enserieconelgalvanmetro.Aselinstrumentopresentaunaimpedanciadeentradaaltaylacargasobreelcircuitoalqueseconectaesmnima.
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Aunquecadadaseusanenmayormedidalosinstrumentosdigitales,enlosequiposyaparatosquepuedaconstruirelradioaficionadoenmuchasocasionesesconvenienteelusodeinstrumentosanalgicos,quenosdarnunamejorindicacindemagnitudesvariables,intensidaddeseal,potenciadesalida,ajustedecircuitossintonizados,etc.
Enloscomerciosdeelectrnicasepuedenencontrarconfacilidadvoltmetrosyampermetrosnodemasiadocaros.Enmercadillosderadio,rastrillosyotroseventostambinsepuedenconseguirestoselementosabuenprecio,peroconelinconvenientedequeenmuchasocasionessedesconocenlascaractersticaselctricasdeestosaparatos,resistenciainterna,fondodeescala,etc,parmetrosqueesprecisoconocerparapoderadaptarundeterminadogalvanmetroauncircuitoconcreto.
Lasfigurasnmerodos,tresycuatronosmuestrandistintostiposdegalvanmetros,algunosadquiridosenelcomercioyotrosprocedentesde"surplus".
2.VOLTMETRO/AMPERMETRO.
Losdosparmetrosquesepuedenmedirenuncircuitodecorrientecontinuasonlatensinelctricaylaintensidaddelacorrienteelctrica.Paralamedidadeladiferenciadepotencialentredospuntosdelcircuitoutilizamosunvoltmetro,queestformadoporungalvanmetroconectadoenserieconunaresistenciadealtovalor,resistenciamultiplicadora,talcomosemuestraenlafiguranmerocinco.
Elvoltmetroidealdebetenerunaresistenciainternainfinita,peroestoesimposibledecumplir,porloqueessuficientequeestaresistenciainternatengaunvalorelevadoparanotomarunacorrientesignificativadelcircuitobajoprueba.Comoejemplodealtaimpedanciatenemoslosmodernosvoltmetrosdigitalesquetienenunaresistenciainternade10Megohmios,porloquelacorrientedrenadadecualquiercircuitoqueseestmidiendosepuedeconsiderarnula,aefectosprcticos.Losvoltmetrosanalgicos,deaguja,tienenunaimpedanciainternamenor,queseexpresaenohmiosporvoltio.Unvalormuycomnesde20.000ohmiosporvoltio,loquequieredecirquesiconmutamoselselectordeescalasparaunalecturade10voltios,laresistenciainternaserde200.000(200K)ohmios,ciertamenteunvalorelevado,peromenorqueelquetienenlosvoltmetrosdigitales.
Paralamedidadelaintensidaddeunacorrienteelctrica,sedisponeenparaleloconelgalvanmetro,unaresistenciadebajovalor,llamada"shunt".Estemontajesellamaampermetroyseconectaenserieconlacargasobrelaquesevaamedirlaintensidaddelacorrientequeleatraviesa,talcomosepuedeverenlafiguranmeroseis.
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Elshuntdebetenerunaresistenciamuypequeapara,porunladoderivarlamayorpartedelacorrienteeimpedirqueelgalvanmetrosedeterioreporunacorrienteexcesivayporotroladoparaquesuinfluenciaenlaresistenciatotaldelcircuitosealomenorposible.
3.CARACTERSTICASDELGALVANMETRO.
Losparmetrosquenosinteresaconocerdeundeterminadogalvanmetrosonsuresistenciainternaylasensibilidad,esdecir,laintensidaddelacorrientenecesariaparallevarlaagujahastaelfinaldelaescala.
Paraobtenerestosdatosnecesitamosunpolmetro,preferentementedigital,unafuentedealimentacinestabilizada,siesposiblevariableyalgunasresistenciasopotencimetrosdediversosvalores.
Comoprimeraoperacin,desmontaremoselinstrumentoencuestin,paracomprobarquenotieneensuinteriorunaresistenciamultiplicadoraounshunt.Lasfigurasnmerosieteyochonosmuestranunvoltmetroyunampermetrocomerciales,dondesepuedeobservarqueelprimerotieneensuinteriorconectadaenserieunaresistenciamultiplicadorayelsegundotieneconectadoenparalelounshunt.Enamboscasosdesconectaremoslaresistenciamultiplicadorayelshunt,conectamoselgalvanmetroalosterminalesexterioresyvolveremosamontarloparalassiguientespruebas.
Conectaremoslafuentedealimentacin,unpotencimetrode50Kyelgalvanmetrobajopruebaenserie,comosepuedeverenlafiguranmeronueve.Ponemoselpotencimetroenlamximaresistenciaylafuentedealimentacinenmnimatensin.Encendemoslafuenteyvamoselevandolentamentelatensindesalidahastaobtenerladesviacintotaldelaagujadelgalvanmetro.Siesnecesario,sereducirelvalordelpotencimetroenserieconelgalvanmetro.Enestepunto,medimoslatensindesalidadelafuenteylatensinenlosextremosdelpotencimetro.Seguidamentedesconectamoslafuentedelcircuitoymedimoselvalordelpotencimetro.
Ennuestrocaso,losvaloresobtenidossonlossiguientes.
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Tensindelafuente 20,00VTensinenelpotencimetro 19,77VValordelpotencimetro 20,65K
UnclculoaplicandolaLeydeOhmnosdicequelaintensidadenelcircuitoesde0,95mA.Seguidamenteencendemosdenuevolafuenteyconectamosenparaleloconelgalvanmetrounpotencimetrode500ohmios.Ajustamosestepotencimetroparaquelaagujasedesplacealcentrodelaescala,justoenlamitad.Estoquieredecirquelaintensidaddelacorrientequeatraviesaelgalvanmetroyelsegundopotencimetrosoniguales,porloquesusresistenciastambinserniguales.Medimoselsegundopotencimetroyobtenemosunvalorde236ohmios,valordelaresistenciainternadelgalvanmetro.
Elmtodoaquexpuestoesaproximado,puesseraprecisotenerencuentalafaltadelinealidaddelaescaladelgalvanmetro,lastoleranciasdemedidadelpolmetroylavariacinenlaresistenciadelcircuitoalconectarunaresistenciaenparaleloconelgalvanmetro,peroencualquiercaso,essuficientementeexactoparaeltrabajodelradioaficionado.
Losvaloresindicadosdetensinyresistenciaspodrnvariarparaotrostiposdegalvanmetros.
4.CAMBIODESENSIBILIDAD.
Deloanteriorsededuceque,siqueremoscambiarlasensibilidaddeungalvanmetro,debemosconectarenparalelounaresistenciaque,enparaleloconlainternadelgalvanmetro,seatantasvecesmenorcomomayordebaserlacorrienteamedir.Enelejemploanterior,siqueremosqueelfondodeescalaseade5mA,laresistenciatotaldebeser44,84ohmios(236x0,95/5).Comolaresistenciadelgalvanmetroesde236ohmios,laresistenciashuntdebetenerunvalorde55,36ohmios.
Siloquedeseamosesmedirunatensindistintadelaoriginal,deberemosconectarenserielacorrespondienteresistenciamultiplicadora.Siqueremosmedirunatensinde100voltiosconelgalvanmetrodelejemplo,elvalordelaresistenciamultiplicadoraser105,26K(100/0,95)
Comolosvaloresobtenidosseapartandelosvaloresestndar,habrqueestablecerlascorrespondientesconexionesenparaleloy/oenseriedelasresistenciasnecesarias.
5.CONMUTACINVOLTIOS/AMPERIOS.
Sepuededarelcaso,porejemplounafuentedealimentacin,queseaprecisoleer,conelmismoinstrumento,losvaloresdetensineintensidad.Paraellodeberemosestablecerpreviamentelosvaloresdelaresistenciamultiplicadorayshuntparalasdosescalas.Unposiblecircuitopuedeserelmostradoenlafiguranmerodiez.
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Medianteelconmutadorconectamoselgalvanmetroenparaleloconelshuntoenserieconlaresistenciamultiplicadora.Enamboscasos,medianteelcorrespondientepotencimetroajustable,calibramoslaescalademedida.Losvaloresdeloscomponentesmostradosenestafigurapodrnvariarenfuncindelascaractersticaselctricasdelgalvanmetroquesevayaautilizar.
6.ESCALAS.
Elempleodeuninstrumentoconotraescalaquelaoriginaltienecomoconsecuenciaqueesprecisoredibujarlacartulaconlosnuevosvalores.Silaescalaeslineal,normalmentesepuedenusarlasmismasdivisionesysubdivisiones,rotulandoconvenientementelanuevacartula.Paraello,usaremosunescnerparaobtenerunficherogrficoyconunprogramaderetoquefotogrficomodificaremoslascifrassegnseanecesario.Imprimimoslanuevacartulaenunpapelfotogrficoylafijamossobrelapartetraseradelacartulaoriginal.
LosprogramasquesepuedenusarsonAutocad,CorelDraw,PhotoPaint,etc.Silanuevaescalanoeslinealesprecisodibujardenuevolasdivisiones,tareaunpocotediosaperoquellegaabuentrminoconunpocodepaciencia.LasfigurasnmeroonceydocenosmuestranunacartuladibujadadenuevoparasuempleoenunmedidordeESR.
ParaescalaslinealespodemosutilizarunprogramadeordenadorcuyonombreesMETERyquesepuededescargardelasiguientedireccin.
http://www.tonnesoftware.com/meter.html
Laversindepruebaesgratuita,peroparaobtenertodaslasfuncionalidadesesprecisoregistrarse.Medianteesteprogramasepuedendibujardistintostiposdeescala,sencillas,dobles,circulares,elpticas,etc.
7.RESUMEN.
Enelpresenteartculosehaceunrepasoalasprincipalescaractersticaselctricasdelosgalvanmetros,resistenciainterna,sensibilidad,etc.Asmismosehacereferenciaaposiblesmtodosparalarecalibracindelaescala.
Elautornosehaceresponsabledeposiblesderechosdecopia.Lainformacinparalarealizacindeestemontajeprocededediversaspublicaciones,libros,revistas,etc.,ascmodelospropiosconocimientosdelautor.
Elautornosehaceresponsabledeposiblesdaosy/operjuicioscausadosporlaconstrucciny/ousodeestedispositivo,daospersonalesomuerte,daosalapropiedad,daosalmedioambiente,lucrocesante,perdidatotaloparcialdedatosinformticosocualquiertipodedaoquesepudieraderivardelmontajey/ousodeestedispositivo.
Noseaconsejaelusodeestedispositivoenaplicacionescrticas,cmosoncontroldemaquinariapeligrosa,controldenavegacinotrfico,maquinariademantenimientodevida
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osistemascuyomalfuncionamientopuedaprovocarcausasoefectosanteriormentemencionados.Estedispositivonoestoleranteafallos.
Elautordeclinacualquierresponsabilidad,nisehaceresponsabledenomencionaralosdueosdelasposiblespatentesqueaqusepudieranreflejar.
Eldispositivodescritoenelpresenteartculoesunmontajeexperimental,cuyopropsitoeselestudiodelosdiferentesaspectosdelaElectrnica,portanto,noestdestinadoasuutilizacinindustrialniparasuexplotacincomercialencualquieradesusfacetas.
Elautornoefectaningunaactividadcomercialrelacionadaconesteuotrosmontajespublicadosenestauotrasrevistasopublicacionesdecualquiertipo.
Elpresenteartculoytodoslospublicadoshastaelmomentoenlarevista"RADIOAFICIONADOS",estnrecopiladosenunDVDadisposicindequienlosolicite.Seincluyentodoslostextos,ascomolasfotografas,dibujos,grficos,plantillasdecircuitosimpresos,etc.
Aunquesehaintentadoproporcionartodoslosdetallesnecesariosparalarealizacindelproyecto,esposiblequealgnaspectonohayaquedadosuficientementedesarrollado.Comoesnatural,conmuchogustoelautordarcumplidainformacinsobrecualquierdetallenoespecificado,ocualquierpuntoenparticularquenohayaquedadocompletamenteexplicado.Buenasuerteatodos.
LuisSnchezPrez.EA4NH
Apartado421,45080TOLEDO
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