Page 612 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

30.4 El voltímetro de cd 593

(b)
Figura 30.5 El galvanómetro de laboratorio. La posición de equilibrio (para una comente igual a cero) es tal
que la aguja indicadora se ubica en el centro, de modo que la desviación puede ocurrir hacia cualquier lado.

Sin embargo, cabe señalar que los aparatos digitales son más precisos y menos complicados
que los antiguos dispositivos analógicos. Son varias las ventajas que brindan estos instrumentos.
Los medidores digitales incluyen una batería para encender las pantallas, así que extraen una
comente despreciable del circuito en comparación con los basados en galvanómetros. Cuando se
emplean para medir el voltaje, los aparatos digitales pueden ofrecer una resistencia enorme, en
general del orden de 10 M il, lo que implica que el circuito no se alterará de manera significativa.
Por añadidura, se elimina el problema que surge cuando un galvanómetro se sujeta mal. El dispo­
sitivo digital se limita a indicar un valor negativo para una polaridad y otro positivo para la otra.

El voltímetro de cd

Un voltímetro es un instrumento que se usa para medir la diferencia de potencial entre dos puntos
de un circuito. En esta sección indicaremos cómo puede usarse un galvanómetro analógico para el
mismo propósito. La diferencia de 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, éste debe convertirse en un instrumento de alta resistencia. Suponga que se
desea medir la caída de voltaje a través de la batería de la figura 30.6. Este voltaje debe medirse
sin perturbar en forma apreciable la corriente que fluye por el circuito. Dicho de otro modo, el
voltímetro debe tomar una corriente insignificante. Para lograrlo, se coloca una resistencia mul­
tiplicadora R en serie con el galvanómetro como una parte integral del voltímetro de cd.
Observe que el galvanómetro que se utiliza en el voltímetro se ajusta de modo que su
posición de equilibrio se encuentre en el extremo izquierdo de la escala. Esto permite tener un
mayor límite en la escala, pero lamentablemente requiere que la corriente pase a través de la
bobina en una sola dirección. La sensibilidad del galvanómetro se determina por la corriente
/ necesaria para una desviación de toda la escala (desviación máxima de la aguja), como
aparece en la figura 30.6.
Suponga que la bobina del galvanómetro tiene una resistencia R y que la escala se diseña para
acabar la desviación de la escala completa debida a la corriente I Un galvanómetro así, actuando
solo, puede calibrarse para registrar voltajes desde cero hasta un valor máximo expresado por:
V = IR (30.7)
S s s
< — II---- 1— «-
i 1 ! Si se elige la resistencia multiplicadora R apropiada, es posible calibrar la escala para leer
cualquier voltaje deseado.
-------------WvVW -------------
Suponga que se desea una desviación de toda la escala del voltímetro para el voltaje VB
Rl
(Resistencia cargada) como se indica en la figura 30.6. La resistencia multiplicadora R debe elegirse de modo que
sólo una pequeña corriente, 7 , pase por el galvanómetro. En estas condiciones,
Figura 30.6 El voltímetro
de cd. V = I R + I R