Para comprender cómo se puede convertir un galvonómetro en un voltímetro, comprendamos sus propiedades en términos simples que nos guiarán a la conclusión a medida que avanzamos en la respuesta.
Galvonómetro:
- Es un instrumento sensible que se usa para medir corrientes muy pequeñas a diferencia de un amperímetro que se puede usar para medir corrientes grandes.
- Tiene una pequeña resistencia interna.
- Se coloca en serie en el circuito cuya corriente se va a medir.
Voltímetro:
- Es un instrumento utilizado para medir el voltaje o la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito.
- Tiene una gran resistencia interna.
- Se coloca en paralelo al dispositivo o nodos cuya diferencia de potencial necesita ser medida.
Dicho esto, las propiedades del voltímetro se imponen a un galvanómetro para medir el voltaje de la siguiente manera.
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- Para convertir un galvanómetro en un voltímetro, debe tener una gran resistencia como se mencionó anteriormente. Por lo tanto, una resistencia muy alta se conecta en serie con el galvanómetro y ambos combinados hacen un gran valor de resistencia.
- Ahora otra propiedad del voltímetro es que se coloca en paralelo a los puntos donde se va a realizar la medición.
Como hemos impuesto con éxito la construcción del voltímetro en un galvanómetro, veamos cómo funciona.
Trabajando:
Considere que la corriente total que fluye en el circuito es I
La corriente que fluye a través del galvanómetro y la resistencia R que está en serie es Ig
La corriente que fluye a través de los puntos ayb es (I-Ig).
Como sabemos que la diferencia de potencial en las ramas paralelas es igual,
i, e., el voltaje entre ayb puede conocerse si conocemos el voltaje a través de la rama del galvanómetro y la resistencia R.
Como la Ig actual está pasando por la rama
Vg = Ig (Rg + R)
Rg es la resistencia del galvanómetro
Ya conocemos los valores de resistencia Rg y R ya que los hemos introducido en el circuito,
Para conocer Vg, todo lo que necesitamos saber es Ig y para eso sirve el galvanómetro, mide Ig,
Entonces obtuvimos la diferencia potencial entre los puntos ayb ahora
Prácticamente el galvonómetro mide la corriente, no el voltaje, pero se usa de la manera anterior para calcular el voltaje y, por lo tanto, actúa como un voltímetro.
Nota: Se puede argumentar que también se puede hacer simplemente colocando el galvanómetro entre los nodos ayb sin necesidad de resistencia adicional. Recuerde que el galvanómetro es un instrumento muy sensible y no puede soportar altas corrientes y, por lo tanto, introducimos una alta resistencia en serie con él.