¿Qué es una bobina móvil de imán permanente (PMMC)?
A Bobina móvil de imán permanente (PMMC), también conocido como medidor El medidor de incendios o galvanómetro es un instrumento que permite medir la corriente a través de una bobina observando la desviación angular de las bobinas en un campo magnético.
Un medidor de PMMC coloca una bobina de alambre (es decir, un conductor) entre dos imanes permanentes para crear un campo magnético estacionario. De acuerdo con Las leyes de inducción electromagnética de Faradayun conductor de corriente colocado en un campo magnético experimentará una fuerza en la dirección determinada por Flamencos mano izquierda regla.
La magnitud (fuerza) de esta fuerza será proporcional a la cantidad de corriente que pasa por el cable. Se coloca un puntero en el extremo del cable y se pone a lo largo de una escala.
Cuando los pares están equilibrados la bobina móvil se detendrá, y su desviación angular puede ser medida por la escala. Si el imán permanente campo es uniforme y elprimavera lineal, luego elpuntero Desviación también es lineal. Por lo tanto, podemos usar esta relación lineal para determinar el cantidaddeeléctrico actual pasando a través del cable.
Los instrumentos PMMC (es decir, los medidores de DArsonval) sólo se utilizan para medir la Corriente Directa (DC) actual. Si utilizáramos corriente alterna (CA), la dirección de la corriente se invertiría durante el medio ciclo negativo y, por lo tanto, la dirección del par también se invertiría. Esto da como resultado un valor medio de par cero, por lo tanto no hay movimiento neto contra la escala.
A pesar de esto, los medidores de PMMC pueden medir con precisión la corriente continua.
Si prefieres una explicación en video, aquí tienes un video sobre Bobinas móviles de imanes permanentes:
Construcción de PMMC
Un medidor PMMC (o medidor de incendio) está construido de 5 componentes principales:
- Parte estacionaria o sistema magnético
- Bobina móvil
- Sistema de control
- Sistema de amortiguación
- Medidor
Parte estacionaria o sistema magnético
En la actualidad utilizamos imanes de alta intensidad de campo, de alta fuerza coercitiva en lugar de utilizar un imán permanente en forma de U con piezas de polos de hierro blando. Los imanes que usamos hoy en día están hechos de materiales como el alcomax y el álnico que proporcionan una alta intensidad de campo.
Bobina móvil
La bobina móvil puede moverse libremente entre los dos imanes permanentes, como se muestra en la figura siguiente. La bobina se enrolla con muchas vueltas de alambre de cobre y se coloca sobre aluminio rectangular que se gira sobre cojinetes de joyas.
Sistema de control
El resorte generalmente actúa como sistema de control para Instrumentos PMMC. El resorte también cumple otra función importante al proporcionar el camino para conducir la corriente dentro y fuera de la bobina.
Sistema de amortiguación
La fuerza de amortiguación, por lo tanto el par, es proporcionada por el movimiento del molde de aluminio en el campo magnético creado por los imanes permanentes.
Medidor
El medidor de estos instrumentos consiste en un puntero de peso ligero para tener un movimiento libre y una escala que es lineal o uniforme y varía con el ángulo.
Ecuación de torsión del PMMC
Derivemos una expresión general para el par en los instrumentos de bobina móvil de imanes permanentes o Instrumentos PMMC. Sabemos que en los instrumentos de bobina móvil el par de desviación viene dado por la expresión:
- Td = NBldI donde N es el número de vueltas,
- B es flujo magnético densidad en la brecha de aire,
- Es la longitud de la bobina móvil,
- d es el ancho de la bobina móvil,
- Yo soy la corriente eléctrica.
Ahora, para un instrumento de bobina móvil el par de desviación debe ser proporcional a la corriente, matemáticamente podemos escribir Td = GI. Por lo tanto, al comparar decimos G = NBIdl. A la constante estado tenemos que los pares de control y de desviación son iguales. Tc es controlar el par, al igualar el par de control con el par de desviación tenemos
GI = K.x donde x es la desviación por lo tanto la corriente está dada por
Dado que la desviación es directamente proporcional a la corriente, por lo tanto necesitamos una escala uniforme en el medidor para la medición de la corriente.
Ahora vamos a discutir sobre el diagrama de circuito básico de la amperímetro. Consideremos un circuito como el que se muestra a continuación:
Se muestra la corriente I que se rompe en dos componentes en el punto A. Los dos componentes son Is y Im. Antes de comentar los valores de magnitud de estas corrientes, conozcamos más sobre la construcción de la resistencia al shunt. Las propiedades básicas de la resistencia al shunt están escritas a continuación,
El resistencia eléctrica de estas derivaciones no deben diferir a una temperatura más alta, sino que deben poseer un valor muy bajo de coeficiente de temperatura. También la resistencia debe ser independiente del tiempo. La última y más importante propiedad que deben poseer es que deben ser capaces de llevar un alto valor de corriente sin mucho aumento de la temperatura. Usualmente el manganeso se usa para hacer resistencia DC. Así podemos decir que el valor de Is mucho mayor que el valor de Im ya que la resistencia de la derivación es baja. De la que tenemos,
¿Dónde, Rs es la resistencia de la derivación y Rm es la resistencia eléctrica de la bobina.
De los dos anteriores ecuaciones podemos escribir,
Dónde, m es el poder de aumento de la derivación.
Errores en los instrumentos de bobina móvil de imanes permanentes
Hay tres tipos principales de errores:
- Errores debidos a los imanes permanentes: Debido a los efectos de la temperatura y el envejecimiento de los imanes, el imán puede perder su magnetismo hasta cierto punto. Los imanes son generalmente envejecidos por el tratamiento de calor y vibración.
- Puede aparecer un error en el instrumento PMMC debido al envejecimiento del resorte. Sin embargo, el error causado por el envejecimiento del resorte y los errores causados por el imán permanente son opuestos entre sí, por lo que ambos errores se compensan entre sí.
- Cambio en la resistencia de la bobina móvil con la temperatura: Generalmente los coeficientes de temperatura del valor del coeficiente del alambre de cobre en la bobina móvil es de 0,04 por cada grado centígrado de aumento de la temperatura. Debido al menor valor del coeficiente de temperatura, la temperatura aumenta a mayor velocidad y por lo tanto el resistencia …aumenta. Debido a esta significativa cantidad de error se produce.
Ventajas de los instrumentos de bobina móvil de imanes permanentes
Las ventajas de los instrumentos PMMC son:
- La escala se divide uniformemente ya que la corriente es directamente proporcional a Desviación del puntero. Por lo tanto, es muy fácil medir las cantidades de estos instrumentos.
- El consumo de energía también es muy bajo en este tipo de instrumentos.
- Una alta relación torque-peso.
- Estos tienen múltiples ventajas, un solo instrumento puede utilizarse para medir varias cantidades utilizando diferentes valores de derivaciones y multiplicadores.
Desventajas de los instrumentos de bobina móvil de imanes permanentes
Las desventajas de los instrumentos PMMC son:
- Estos instrumentos no pueden medir cantidades de CA.
- El costo de estos instrumentos es alto en comparación con instrumentos de hierro en movimiento.
