Galvanómetro

Galvanómetro

El galvanómetro constituye una interesante aplicación de la acción de un campo magnético, producido por un imán, sobre el campo magnético originado en una bobina por la corriente eléctrica.

Su nombre proviene de Luigi Galvani, reconocido físico italiano, quien realizó interesantes comprobaciones que sirvieron de base para Alejandro Volta, otro físico italiano famoso, hiciera una importante conquista para la ciencia, el hallazgo de la pila eléctrica.

Cabe destacar que instrumentos como el amperímetro, el voltímetro y el ohmímetro, derivaron del galvanómetro.

¿Qué es un Galvanómetro?

Es un instrumento empleado para indicar el paso de corrientes eléctricas pequeñas por un circuito, así como para la medir con precisión la intensidad de estas corrientes eléctricas.

El funcionamiento se basa en fenómenos magnéticos, conformado por un transductor analógico electromecánico que genera cierta distorsión en la rotación en una aguja o puntero en réplica a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina.

¿Quién inventó el Galvanómetro?

El primer precursor del galvanómetro fue Han Oersted, con su descubrimiento de la relación existente entre la corriente y el magnetismo. Consecuentemente, Jacques D’Arsonval desarrolló y patentó lo que se conoce como el “galvanómetro de bobina móvil”.

No obstante, no fue hasta el descubrimiento de que la corriente eléctrica podía hacer mover la pata de una rana, a manos de Luigi Galvani, que se le atribuye el nombre a este instrumento de medición, que deriva de su apellido.

¿Cuándo se inventó el Galvanómetro?

Originalmente, el antecedente más remoto del galvanómetro surge en 1820, con Hans Oersted, a partir de su descripción de la desviación producida en las agujas de una brújula magnética a partir de la corriente intencional generada en un alambre.

En ese mismo año, Johann Schweigger, de la Universidad de Halle, describe el primer galvanómetro. Luego André-Marie Ampère contribuye a su desarrollo. Sin embargo, no es hasta 1836, que surge este instrumento formalmente, con Luigi Galvani.

Historia del Galvanómetro

La desviación de las agujas de una brújula magnética, a partir del paso de la corriente por un alambre, característica de funcionamiento de este instrumento fue descrita por primera vez por Hans Oersted, reconocido físico y químico de origen danés, para 1820.

Posteriormente, los primeros galvanómetros fueron descritos por Johann Schweigger, famoso físico y químico alemán, para el mismo año. Seguidamente, el físico francés, André-Marie Ampère contribuyó a su desarrollo, cuyos diseños aumentaron el efecto del campo magnético debido a la corriente mediante el uso de múltiples vueltas de alambre.

En principio, el galvanómetro se fundamenta en el campo magnético terrestre para proporcionar la fuerza para restablecer la aguja en una brújula; posteriormente, se incluye el uso de imanes en oposición, lo que los hizo independientes del campo magnético de la Tierra y podían funcionar en cualquier orientación.

Galvanometro D'Arsonval
Este es el Galvanometro D’Arsonval del siglo XVIII

William Thomson, físico y matemático británico, implementó, en conjunto con imames de diminuto tamaño, el uso de un pequeño y ligero espejo suspendido por un hilo, a cambio de la aguja, para reconocer la desviación de pequeñas corrientes eléctricas por medio de un haz de luz presente en el espejo.

Luego, en 1881, con Jacques D’ Arsonval, biofísico francés, aparece el instrumento de medición que conocemos en la actualidad, cuya característica principal es originar la deflexión de una aguja cuando a través de él circula una corriente continua, proporcional a la magnitud de la variable que se está midiendo.

Cabe resaltar que esta estructura ha sufrido muy pocas. Para 1888, Edward Weston, fotógrafo estadounidense, desarrolló una forma comercial de este instrumento, que se convirtió en un componente estándar en los equipos eléctricos. Este diseño es casi universalmente utilizado en medidores de veleta móvil actualmente.

Partes del Galvanómetro

Partes de un galvanómetro

El galvanómetro se encuentra conformado por las sigietes partes:

  • Bobina móvil, a través de la cual circula la corriente
  • Un imán, que produce el campo magnético fijo
  • El resorte, cuya función es servir de mecanismo equilibrador de la rotación de la bobina
  • La aguja indicadora sujeta a la bobina móvil
  • Una escala graduada mediante las cuales podemos realizar la lectura.

De esta forma, la aguja indicadora se encuentra conectada mediante  un mecanismo retráctil en espiral al eje de rotación de una bobina rectangular llana, la cual se encuentra estacionaria entre los polos opuestos de un imán permanente.  En el interior de esta bobina se coloca un núcleo de hierro dulce, con el fin de concentrar en ella las líneas de inducción magnética.

¿Cómo funciona el Galvanómetro?

Cuando la corriente circula por medio de la bobina, se genera un campo magnético que va a interaccionar con él, el cual se crea por el imán permanente; lo que da origen a una fuerza, que da espacio a un torque, el cual hace que la bobina gire en un sentido determinado.

Usos del Galvanómetro

La oscilación de esta bobina se encuentra nivelado por el resorte, cuya constante de determina el ángulo girado de la bobina para una corriente dada. Este ángulo es es proporcional a la corriente  que circula por el galvanómetro.

¿Cómo usar el Galvanómetro?

Antes de medir la intensidad de una corriente eléctrica, se selecciona la escala, en voltios, para luego conectar las pinzas de medición, conectar las pinzas de medición en los polos correspondientes, las cuales generalmente se encuentran identificadas con colores: la negra para el polo negativo y la roja para el positivo.

De esta manera, una vez conectadas las pinzas, y puesto en acción el funcionamiento del instrumento, la agujas del indicador o la pantalla LCD arrojaran el total de la escala que indica la intensidad de la corriente eléctrica que se desea medir.

¿Para qué sirve el Galvanómetro?

Este es un instrumento capaz de localizar la existencia de reducidas corrientes en un circuito cerrado, y puede ser adaptado, mediante su calibración, para medir su magnitud. El galvanómetro se emplea para indicar el paso de pequeñas corrientes eléctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad.

Tipos de Galvanómetro

Existen dos familias de galvanómetros, según el principio con el que operan: una de principio magnético y otra de principio térmico.

Galvanómetro de imán móvil

Cuya aguja indicadora está asociada a un imán que se encuentra situado en el interior de una bobina a través de la cual circula la corriente a medir y que crea un campo magnético que, según la orientación de la misma, genera una atracción o repulsión del imán equilibradamente a la intensidad de dicha corriente.

Galvanómetro de cuadro o bobina móvil

El efecto es similar al mencionado en el galvanómetro de imán móvil, difiriendo solamente en que en este caso la aguja indicadora está asociada a una pequeña bobina, a través de la cual circula la corriente a medir y que se encuentra en el seno del campo magnético producido por un imán fijo.

Galvanómetro de paleta radial

El cual cuenta con dos paletas o piezas rectangulares que constituyen el núcleo de la bobina, una de ellas fija y la otra móvil, ésta última es rechazada magnéticamente por la paleta fija cuando hay corriente en la bobina, y mueve consigo a la aguja marcadora.

Galvanómetro de alabes concéntricos

Se llama así porque posee alabes, es decir, anillos metálicos, los cuales captan y reproducen magníficamente los campos magnéticos, y al colocar varios de ellos se produce una bobina muy sensible.

Así, al igual que en el mecanismo de paletas, un alabe central funciona como móvil, mientras el otro se mueve en presencia de corriente y contiene la aguja indicadora.

Galvanómetro de émbolo

Éste se trata de un núcleo de hierro que entra y sale de una bobina fija y hueca, donde el campo magnético que se produce en la bobina mueve al núcleo de hierro o émbolo, y éste contiene la aguja indicadora.

Galvanómetro térmico

Este tipo de instrumento mide el paso de la corriente por medio de un mecanismo completamente distinto al de la familia magnética.

Cuando una corriente atraviesa un conductor la fricción de los electrones genera calor y el material se expande.

En éste caso se verifica realmente es el alargamiento producido al calentarse, por el Efecto Joule, al paso de la corriente, un conductor muy fino adjunto a un cilindro común con la aguja indicadora, donde el alargamiento es proporcional a la intensidad de la corriente.

Importancia del Galvanómetro

Esta herramienta, usada comúnmente para detectar y medir la corriente eléctrica se ha perfeccionado para incluir los usos del mismo dispositivo en aparatos para grabación, para que la corriente eléctrica que es necesaria no sea menor (porque no funcionaría apropiadamente el equipo), pero que tampoco se exceda (porque podría dañarlo).

Asimismo, en equipos de posicionamiento, de servo mecánicos, así como para la indicación de la intensidad sonora de un equipo de música, para calibrar la corriente eléctrica de los vehículos de motor.

Llegado a este punto es esencial mencionar que instrumentos de medición conocidos como el amperímetro, el voltímetro y el ohmímetro, son derivaciones del dispositivo de medición que aquí tratamos: el galvanómetro.

Vídeos e Imágenes de Galvanómetros

 

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