Ao longo do tempo, inú­me­ros tipos de gal­vanô­me­tros, com as mais vari­a­das espe­ci­fi­ca­ções, foram criados. Atu­al­mente, um dos mais popu­la­res é o Gal­vanô­me­tro de Quadro Móvel (ou Bobina Móvel), também chamado de Gal­vanô­me­tro  de  D’Arsonval. Um exem­plar desse tipo de gal­vanô­me­tro está pre­sente no acervo do AMLEF e pode ser obser­vado na imagem ao lado ou aces­sando a página do item AMLEF120.

Essa última deno­mi­na­ção é uma home­na­gem à Jacques-Arsène D’Arsonval (1851–1940) e Marcel Deprez (1843–1918), que em 1882 apre­sen­ta­ram este novo gal­vanô­me­tro. A grande novi­dade era uma inver­são dos papéis de duas peças, a bobina e o ímã. Caso você volte para as publi­ca­ções ante­ri­o­res de nossa expo­si­ção “De Galvani à Ampère”, vai per­ce­ber que algo em comum entre os gal­vanô­me­tros os quais pre­ce­de­ram este era que a bobina pela qual passa a cor­rente elé­trica per­ma­ne­cia sempre parada. A peça que se movia em frente à escala e era uti­li­zada para rea­li­zar a medida era o ímã, seja uma agulha de bússola ou uma peça de ferro que adquire pro­pri­e­da­des de ímã, como no caso do Gal­vanô­me­tro de Ferro Móvel. No Gal­vanô­me­tro de Bobina Móvel, obvi­a­mente, quem se move é a bobina, pos­suindo ao seu redor um ímã que per­ma­nece estático.

Embora ainda seja comum chamar este tipo de gal­vanô­me­tro pelo nome de D’Arsonval, os ins­tru­men­tos de quadro móvel que temos hoje são bas­tante dife­ren­tes daquele pro­je­tado em 1882. Algumas das dife­ren­ças mais claras são o eixo de rotação da bobina, o qual está na ver­ti­cal, ao con­trá­rio do modelo mais comum atu­al­mente, na hori­zon­tal; e o uso de um ímã em formato de fer­ra­dura, sendo que hoje utiliza-se dois ímãs os quais deixam uma aber­tura em formato cir­cu­lar, criando um campo mag­né­tico radial dentro do qual a bobina se movimentar.

Uma van­ta­gem do gal­vanô­me­tro cons­truído por D’Arsonval e Deprez é que ele não depende de um ali­nha­mento como campo mag­né­tico da Terra para pro­du­zir uma medida con­fiá­vel, já que o ímã ins­ta­lado no equi­pa­mento produz um campo com uma mag­ni­tude muito maior que o ter­res­tre. Outra van­ta­gem, é que o torque na bobina é line­ar­mente pro­por­ci­o­nal à cor­rente que a per­corre, logo a escala uti­li­zada para medição também será linear, con­tanto que o torque res­tau­ra­dor que o fio aplica na bobina seja line­ar­mente pro­por­ci­o­nal ao seu ângulo de rotação.

É mais pro­vá­vel que você nunca tenha visto um gal­vanô­me­tro como o da figura 2, isso porque o Gal­vanô­me­tro de Bobina Móvel evoluiu com o tempo. Na verdade, na mesma década em que foi criado por D’Arsonval e Deprez, recebeu modi­fi­ca­ções de Edward Weston (1850–1936), ficando bem mais pare­cido com o que temos hoje.

A pri­meira modi­fi­ca­ção de Weston veio em 1884, quando ele decidiu trocar os fios que sus­pen­diam a bobina por um eixo rígido que girasse com ela, e para ofe­re­cer o torque que o antigo fio ofe­re­cia, ele acres­cen­tou molas de formato espiral nas extre­mi­da­des do eixo. Os mate­ri­ais de que eram feitos a bobina e as molas mudaram com o tempo, bus­cando uma maior con­du­ção elé­trica, menor sus­ce­ti­bi­li­dade à mag­ne­ti­za­ção e menor aque­ci­mento gerado por efeito Joule. (De fato Weston ficou bas­tante conhe­cido pelos seus tra­ba­lhos criando novas ligas metá­li­cas.) A seguinte modi­fi­ca­ção foi no acrés­cimo de um pon­teiro e de uma escala sobre a qual o pon­teiro iria girar e indicar a medida, o que subs­ti­tuiu o espelho e deixou o visual bem mais pare­cido com os gal­vanô­me­tros atuais. Logo em seguida veio o espelho que ficava junto da escala, atrás do pon­teiro, e seria usado para dimi­nuir o efeito para­laxe, aumen­tando a con­fi­a­bi­li­dade da medida.

Weston também uti­li­zou, no lugar de um simples ímã de fer­ra­dura, um ímã com as extre­mi­da­des num formato que criasse uma aber­tura cir­cu­lar (aquela que está citada no 3º pará­grafo), dentro da qual a bobina poderia girar. Com esse formato cir­cu­lar, o ímã per­ma­nente mag­ne­tiza o núcleo de metal cilín­drico da bobina, e a inte­ra­ção desses dois corpos gera um campo mag­né­tico radial, ou seja as linhas do campo apontam na direção do centro do círculo. Isso é muito impor­tante pois a cor­rente elé­trica na bobina será sempre per­pen­di­cu­lar ao campo dos ímãs, fazendo com que o torque da bobina seja line­ar­mente pro­por­ci­o­nal à cor­rente elé­trica e inde­pen­dente da posição da bobina, sendo assim o ângulo de rotação também será pro­por­ci­o­nal à cor­rente aplicada.

Pablo Enrique J. Silvestrin / Equipe AMLEF 2020

Saiba Mais

Referências

• KEITHLEY, J. F. The Story of Elec­tri­cal and Mag­ne­tic Mea­su­re­ments: From 500 BC to the 1940s. 1ª ed. IEEE Press, Nova Yorque, 1999.
• MATSUMOTO, E. Edward Weston made his mark on the history of ins­tru­men­ta­tion. IEEE Ins­tru­men­ta­tion & Mea­su­re­ment Maga­zine, v.6, n.2, p. 46–50. 2003.
• LEKULE BLOG. D’Ar­son­val Gal­va­no­me­ter. 20/09/2015. Dis­po­ní­vel em: <https://sosteneslekule.blogspot.com/2015/09/darsonval-galvanometr.html> . Acesso em 23/11/2020.