In diesem Artikel wird erklärt, was Galvanometer sind. Konkret erfahren Sie, wozu ein Galvanometer dient, wer dieses Gerät erfunden hat, aus welchen Teilen ein Galvanometer besteht, welche verschiedenen Arten von Galvanometern es gibt und wie dieses Messgerät funktioniert.
Was ist ein Galvanometer?
Ein Galvanometer ist ein Messgerät zur Messung des elektrischen Stroms. Einfach ausgedrückt ist ein Galvanometer ein Gerät, das in Stromkreisen verwendet wird, um die Intensität und Richtung des elektrischen Stroms im Stromkreis zu bestimmen.
Der Betrieb eines Galvanometers hängt mit der magnetischen Kraft zusammen, die von einem Permanentmagneten ausgeübt wird. Denn je nach Stärke des elektrischen Stroms ist die Magnetkraft mehr oder weniger groß und bewirkt daher, dass sich die Galvanometernadel mehr oder weniger dreht. Im Folgenden werden wir näher auf die Funktionsweise dieses Geräts eingehen.
Das physikalische Konzept hinter dem Galvanometer wurde erstmals 1820 von Hans Oersted beschrieben, der Entwurf des ersten Galvanometers wurde jedoch 1820 von Johann Schweigger entworfen, sodass Schweigger als Inventar des Galvanometers angesehen werden kann. Schließlich wurde dieses Instrument ab 1836 als Hommage an den Physiker Luigi Galvani Galvanometer genannt. Logischerweise wurde dieser Gerätetyp im Laufe der Geschichte weiterentwickelt und verbessert, doch hier liegt der Ursprung des Galvanometers.
Teile eines Galvanometers
Die Teile eines Galvanometers sind:
- Nadel : Dies ist der Teil des Galvanometers, der den Wert anzeigt, der der Intensität des gemessenen elektrischen Stroms entspricht.
- Skala : Teil des zuvor kalibrierten Galvanometers, der den Wert des elektrischen Stroms anzeigt.
- Spule : leitfähige Kabel, in denen der zu messende elektrische Strom zirkuliert.
- Feder : Überträgt die Bewegung, die magnetisch durch die Permanentmagnete an der Spule verursacht wird, auf die Nadel. Es fungiert somit als Verbindung zwischen der Spule und der Nadel.
- Permanentmagnete – Teil des Galvanometers, der ein Magnetfeld erzeugt, das direkt proportional zur Intensität des elektrischen Stroms ist. Dieses Magnetfeld bewirkt, dass sich die Spule bewegt.
Wie ein Galvanometer funktioniert
Nachdem wir nun die Definition eines Galvanometers und seine Bestandteile kennen, werden wir sehen, wie dieser Gerätetyp funktioniert.
Der Betrieb eines Galvanometers basiert auf der Bewegung einer Nadel, die sich unter der Wirkung eines Magnetfelds direkt proportional zur Stärke des elektrischen Stroms im Stromkreis dreht.
Das heißt, die Galvanometerspule unterliegt dem Magnetfeld der Permanentmagnete. Wenn daher Strom in der Spule fließt, beginnt diese zu rotieren. Darüber hinaus rotiert es mehr oder weniger, je nachdem, wie viel Strom im Inneren fließt.
Dann führt die Drehung der Spule auch dazu, dass sich die Feder dreht. Und da die Feder mit der Nadel verbunden ist, bewegt sich auch die Nadel. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Galvanometernadel direkt proportional zur Intensität des elektrischen Stroms im Stromkreis bewegt.
Schließlich markiert die zuvor kalibrierte Skala des Galvanometers den Wert, der der Intensität des elektrischen Stroms entspricht.
Arten von Galvanometern
Galvanometer können in zwei Haupttypen eingeteilt werden:
- Galvanometer mit beweglichem Rahmen : Bei diesem Galvanometertyp ist die Nadel über eine Feder mit einer Spule verbunden. Ebenso ist die Spule mit dem von einem festen Magneten erzeugten Magnetfeld verbunden. Wenn elektrischer Strom durch die Spule fließt, bewirkt eine magnetische Kraft, dass sich die Spule bewegt, wodurch sich die Nadel direkt proportional zur Stärke des elektrischen Stroms dreht. Dies ist das im vorherigen Abschnitt erläuterte Galvanometer.
- Galvanometer mit beweglichem Magnet : Bei diesem Galvanometertyp ist das bewegliche Element nicht die Spule, sondern der Magnet. Wenn elektrischer Strom durch die Spule fließt, entsteht eine magnetische Kraft, die den Magneten in Bewegung versetzt. Die Nadel ist also mit dem Magneten verbunden, sodass sich die Nadel auch abhängig vom elektrischen Strom im Stromkreis bewegt.
Es ist zu beachten, dass es eine spezielle Klasse von Galvanometern gibt, die ausdrücklich auf einen einfachen Transport ausgelegt sind. Das tragbare Galvanometer könnte daher auch als eine weitere Variante des Galvanometers angesehen werden. In Wirklichkeit basiert seine Funktionsweise jedoch auf einer der beiden oben erläuterten Methoden.
Unterschied zwischen einem Galvanometer und einem Amperemeter
Der Unterschied zwischen einem Galvanometer und einem Amperemeter besteht darin, dass ein Galvanometer zur Bestimmung der Richtung und des Werts des elektrischen Stroms verwendet wird, während das Amperemeter nur die Stärke des elektrischen Stroms messen kann.
Andererseits haben Amperemeter im Allgemeinen eine höhere Genauigkeit als Galvanometer. Um die Stärke des elektrischen Stroms zu messen, verwenden wir im Allgemeinen ein Amperemeter, da normalerweise die Richtung des Stroms bekannt ist.
Darüber hinaus kann ein Galvanometer elektrischen Strom nur in einem Gleichstromkreis messen. Während Amperemeter sowohl für Gleichstrom- als auch für Wechselstromkreise nützlich sind.
Unterschied zwischen einem Galvanometer und einem Voltmeter
Der Unterschied zwischen einem Galvanometer und einem Voltmeter liegt in der elektrischen Größe, die sie messen. Ein Galvanometer misst die Richtung und Intensität des elektrischen Stroms, während ein Voltmeter die Spannungsdifferenz zwischen zwei verschiedenen Punkten in einem Stromkreis misst.
Daher sind Galvanometer und Voltmeter unterschiedliche Messgeräte, die für unterschiedliche Messungen verwendet werden.