Galvanometer

Operatie

Het meest bekende gebruik is als analoog meetinstrument, vaak meter genoemd. Hij wordt gebruikt om de gelijkstroom (stroom van elektrische lading) door een elektrisch circuit te meten. De tegenwoordig gebruikte vorm van D'Arsonval/Weston bestaat uit een kleine draaibare draadspoel in het veld van een permanente magneet. De spoel is bevestigd aan een dunne wijzer die over een gekalibreerde schaal loopt. Een kleine torsieveer trekt de spoel en de wijzer naar de nulstand.

Wanneer een gelijkstroom (DC) door de spoel vloeit, genereert de spoel een magnetisch veld. Dit veld werkt tegen de permanente magneet. De spoel draait, duwt tegen de veer en beweegt de wijzer. De wijzer wijst naar een schaal die de elektrische stroom aangeeft. Een zorgvuldig ontwerp van de poolstukken zorgt ervoor dat het magnetisch veld uniform is, zodat de hoek van de wijzer evenredig is met de stroomsterkte. Een bruikbare meter bevat meestal voorzieningen om de mechanische resonantie van de bewegende spoel en wijzer te dempen, zodat de wijzer snel in zijn positie komt zonder te slingeren.

 

Tangent galvanometer

Een tangent galvanometer is een vroeg meetinstrument voor het meten van elektrische stroom. Het werkt door een kompasnaald te gebruiken om een door de onbekende stroom opgewekt magnetisch veld te vergelijken met het magnetische veld van de aarde. Hij ontleent zijn naam aan het werkingsprincipe, de tangenswet van het magnetisme, die stelt dat de tangens van de hoek die een kompasnaald maakt evenredig is met de verhouding van de sterkte van de twee loodrechte magnetische velden. Deze wet werd voor het eerst beschreven door Claude Servais Mathias Pouillet in 1837.

 Een tangente galvanometer bestaat uit een spoel van geïsoleerde koperdraad die op een rond niet-magnetisch frame is gewikkeld. Het frame is verticaal gemonteerd op een horizontale basis voorzien van stelschroeven. De spoel kan worden gedraaid om een verticale as die door het middelpunt loopt. Een kompasdoos is horizontaal gemonteerd in het midden van een cirkelvormige schaal. Het bestaat uit een kleine, krachtige magnetische naald die in het midden van de spoel draait. De magnetische naald kan vrij ronddraaien in het horizontale vlak. De cirkelvormige schaal is verdeeld in vier kwadranten. Elk kwadrant heeft een schaalverdeling van 0° tot 90°. Een lange dunne aluminium wijzer is in het midden en in een rechte hoek op de naald bevestigd. Om fouten als gevolg van parallax te voorkomen is onder de kompasnaald een vlakke spiegel gemonteerd.

 

Tangent galvanometer gemaakt door J.H.Bunnell Co. rond 1890.