In dit artikel wordt uitgelegd wat galvanometers zijn. Concreet ontdek je waarvoor een galvanometer wordt gebruikt, wie dit apparaat heeft uitgevonden, wat de onderdelen van een galvanometer zijn, welke verschillende soorten galvanometers er bestaan en hoe dit meetinstrument werkt.
Wat is een galvanometer?
Een galvanometer is een meetinstrument dat wordt gebruikt om elektrische stroom te meten. Simpel gezegd is een galvanometer een apparaat dat in elektrische circuits wordt gebruikt om de intensiteit en richting van de elektrische stroom in het circuit te bepalen.
De werking van een galvanometer heeft betrekking op de magnetische kracht die wordt uitgeoefend door een permanente magneet. Omdat, afhankelijk van de waarde van de elektrische stroom, de magnetische kracht groter of kleiner is en daardoor de naald van de galvanometer meer of minder gaat draaien. Hieronder gaan we dieper in op de werking van dit apparaat.
Het fysieke concept achter de galvanometer werd voor het eerst beschreven door Hans Oersted in 1820, maar het ontwerp van de eerste galvanometer werd in 1820 gedaan door Johann Schweigger, dus Schweigger kan worden beschouwd als de inventaris van de galvanometer. Ten slotte, vanaf 1836, werd dit instrument galvanometer genoemd, als eerbetoon aan de natuurkundige Luigi Galvani. Logischerwijs is dit type apparaat door de geschiedenis heen ontwikkeld en verbeterd, maar dit is de oorsprong van de galvanometer.
Delen van een galvanometer
De onderdelen van een galvanometer zijn:
- Naald : dit is het deel van de galvanometer dat de waarde aangeeft die overeenkomt met de intensiteit van de gemeten elektrische stroom.
- Schaal : deel van de eerder gekalibreerde galvanometer dat de waarde van de elektrische stroom aangeeft.
- Spoel : geleidende kabels waarin de te meten elektrische stroom circuleert.
- Veer : brengt de beweging over op de naald die magnetisch wordt veroorzaakt door de permanente magneten op de spoel. Het fungeert daarom als een verbindingsstuk tussen de spoel en de naald.
- Permanente magneten – onderdeel van de galvanometer dat een magnetisch veld creëert dat recht evenredig is met de intensiteit van de elektrische stroom. Dit magnetische veld zorgt ervoor dat de spoel beweegt.
Hoe een galvanometer werkt
Nu we de definitie van een galvanometer kennen en wat de onderdelen ervan zijn, zullen we zien hoe dit type apparaat werkt.
De werking van een galvanometer is gebaseerd op de beweging van een naald die roteert onder invloed van een magnetisch veld, recht evenredig met de intensiteit van de elektrische stroom in het circuit.
Dat wil zeggen dat de galvanometerspoel onderworpen is aan het magnetische veld van de permanente magneten. Wanneer er elektriciteit in de spoel stroomt, begint deze dus te roteren. En bovendien zal het min of meer roteren, afhankelijk van de elektrische stroom die erin vloeit.
Dan zal de rotatie van de spoel er ook voor zorgen dat de veer gaat roteren. En omdat de veer met de naald verbonden is, zal de naald ook bewegen. Concluderend zal de galvanometernaald bewegen in directe verhouding tot de intensiteit van de elektrische stroom in het circuit.
Ten slotte zal de eerder gekalibreerde schaal van de galvanometer de waarde markeren die overeenkomt met de intensiteit van de elektrische stroom.
Soorten galvanometers
Galvanometers kunnen in twee hoofdtypen worden ingedeeld:
- Galvanometer met bewegend frame : Bij dit type galvanometer is de naald door een veer verbonden met een spoel. Op dezelfde manier is de spoel geassocieerd met het magnetische veld dat wordt gegenereerd door een vaste magneet. Wanneer er elektrische stroom door de spoel vloeit, zorgt een magnetische kracht ervoor dat de spoel beweegt, waardoor de naald draait in directe verhouding tot de intensiteit van de elektrische stroom. Dit is de galvanometer die in de vorige sectie werd uitgelegd.
- Galvanometer met bewegende magneet : bij dit type galvanometer is het bewegende element niet de spoel, maar de magneet. Wanneer er elektrische stroom door de spoel gaat, ontstaat er een magnetische kracht die ervoor zorgt dat de magneet beweegt. De naald is dus verbonden met de magneet, dus de naald beweegt ook afhankelijk van de elektrische stroom in het circuit.
Opgemerkt moet worden dat er een speciale klasse galvanometers bestaat die uitdrukkelijk zijn ontworpen om gemakkelijk te transporteren. De draagbare galvanometer zou daarom ook kunnen worden beschouwd als een andere variant van de galvanometer. Maar in werkelijkheid is de werking ervan gebaseerd op een van de twee hierboven uitgelegde methoden.
Het verschil tussen een galvanometer en een ampèremeter
Het verschil tussen een galvanometer en een ampèremeter is dat een galvanometer wordt gebruikt om de richting en waarde van elektrische stroom te bepalen, terwijl de ampèremeter alleen de grootte van de elektrische stroom kan meten.
Aan de andere kant hebben ampèremeters over het algemeen een grotere nauwkeurigheid dan galvanometers. Om de intensiteit van de elektrische stroom te meten, gebruiken we over het algemeen een ampèremeter, omdat normaal gesproken de richting van de stroom bekend is.
Bovendien kan een galvanometer alleen elektrische stroom meten in een gelijkstroomcircuit. Terwijl ampèremeters nuttig zijn voor zowel DC- als AC-circuits.
Het verschil tussen een galvanometer en een voltmeter
Het verschil tussen een galvanometer en een voltmeter ligt in de elektrische grootheid die ze meten. Een galvanometer meet de richting en intensiteit van elektrische stroom, terwijl een voltmeter het spanningsverschil tussen twee verschillende punten in een elektrisch circuit meet.
Daarom zijn galvanometer en voltmeter verschillende meetinstrumenten die voor verschillende metingen worden gebruikt.