Un
voltímetro es un instrumento que se usa para medir la diferencia de potencia
entre dos puntos de un circuito. En esta sección indicaremos como puede usarse
un galvanómetro analógico para el mismo propósito. La diferencia es potencial a
través del galvanómetro es muy pequeña, incluso cuando se produce una
desviación grande en el instrumento. Por tanto, si se usa un galvanómetro para
medir voltajes, este debe convertirse en un instrumento de alta resistencia.
Supongase que desea medir la caída de voltaje de una pila. Este voltaje debe
medirse sin permutar en forma apreciable la corriente insignificante. Para
lograrlo, se coloca una resistencia
multiplicadora Rm en serie con el galvanómetro como una parte integral del
voltímetro de cd.
Observe
que el galvanómetro que se utiliza el voltímetro se ajusta de modo que su
posicion de equilibrio se encuetre en el extremo izquierdo de la escala. Esto
permite tener un mayor limite en la escala, pero lentamente requiere que la
corriente pase a través de la bobina en una sola dirección . La sensibilidad
del galvanómetro se determina por la corriente Ig necesaria para una desviación de toda la escala
(desviación máxima de la aguja).
Suponga
que la bobina del galvanómetro tiene una resistencia Rg y que la escala se
diseña para acabar la desviación de la escala completa debida a la corriente
Ig. Un galvanometro asi, actuando solo, puede calibrarse para registrar
voltajes desde cero hasta un valor máximo expresado por:
Vg =
IgRg
Si
se elige la resistencia multiplicadora Rm apropiada, es posible calibrar la
escala para leer cualquier voltaje deseado.
Suponga
que se desea una desviación de toda la escala del voltímetro para el voltaje
Vb. La resistencia miltiplicadora Rm debe elegirse de modo que solo una pequeña corriente, Ig, pase por
el galvanómetro. En estas condiciones,
Vb = IgRg + IgRm
Al
resolver para Rm se obtiene:
Rm =
(Vb/Ig) – Rg
Por
tanto, se observa que la resistencia multiplicadora Rm es igual a la
resistencia total del aparato, Vb/Ig, menos la resistencia del galvanómetro.
Ejemplo
2
Un
galvanómetro tiene una resistencia
interna de 30 omhs y se desvia toda la escala con una corriente de 1 mA.
Calcule la resistencia multiplicadora necesaria para convertir este
galvanómetro en un voltímetro cuyo limite máximo es de 50 V.
Plan: La resistencia multiplicadora Rm debe
ser tal que la caída del voltaje a través de Rg y de Rm sea igual a 50 V.
Solución: A partir de la ecuación anterior se
obtiene:
Rm =
(50V/1x10-3) – 30 omhs = 49.970 omhs.
Observe
que la Resistencia total del voltimetro es (Rg+Rm) es de 50 V.
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