Galvanometr

Galvanometr je měřící přístroj pro měření malých elektrických napětí a proudů, používaný hlavně při fyzikálních měřeních. Obvykle pracuje na magnetoelektrickém principu. Proud procházející cívkou galvanometru vychýlí jeho ukazatel a ten tak ukáže velikost výchylky na stupnici. Ukazatelem může být ručka, nebo světelná stopa, odražená od natáčejícího se zrcátka na stupnici.

Historie

Slovo galvanometr je odvozeno od příjmení Luigiho Galvaniho. První přístroje na principu galvanometru pro měření i zapisování údajů jsou spojovány se jménem Williama Thomsona. Avšak zpráva o prvním galvanometru byla podána 16. září 1820 Johanem Schweiggerem z Norimberku, na univerzitě v Halle (dnes je to Univerzita Martina Luthera v Halle-Wittenberg v Německu.) K vývoji přístroje také přispěl André-Marie Ampére.

Princip galvanometru

Nejrozšířenější jsou analogové přístroje, používané pouze pro měření. Takový přístroj naměřenou hodnotu pouze ukáže na stupnici, nemá ale zařízení pro záznam hodnot. Měří se síla stejnosměrného proudu v elektrickém obvodu. Tyto galvanometry sestávají z malé cívky umístěné v dosahu magnetického pole permanentního magnetu. K cívce je připevněna ručka, pod níž je umístěna stupnice. Spolu s ručkou je drát cívky na nulové hodnotě stupnice zajištěn pružinkou. U některých galvanometrů je pružinka nahrazena kouskem kovu a k zajištění drátu s ručičkou, se tak využívá síly magnetického pole.

Elektrický proud procházející cívkou vytváří magnetické pole. Vzájemným působením tohoto pole s polem permanentního magnetu vzniká síla, která překoná pružinku a uvede tak do pohybu ručičku. Z praktických důvodů mají některé galvanometry obvykle i tlumící zařízení, které odbourává nepřesnosti vzniklé mechanickým posuvem drátu a ručičky, takže ručička udává hodnoty proudu plynule a bez trhavého pohybu.

Citlivost galvanometru může být, například, až 100 mikroampér (při poklesu asi 50 milivoltů a plném proudu). Tyto galvanometry pro měření silného proudu jsou často nastaveny tak, že měří jinou veličinu a ta je pak převedena na hodnoty napětí proudu. Nastavit (nakalibrovat) galvanometr k měření silnějšího elektrického proudu umožní děliče proudu. Například může být galvanometr nakalibrován jako voltmetr stejnosměrného proudu, a to tehdy, jestliže je odpor v cívce zjistitelný výpočtem velikosti napětí potřebného k vyrobení elektrického proudu.

Galvanometr se může také nakonfigurovat k měření jiných hodnot, například napětí nebo odporu. Při měření napětí se do obvodu přidá dělič napětí. Obvykle se do série s cívkou galvanometru zapojí i rezistor. Při měření odporu se zapojí do série se zdrojem známého napětí (baterií) a nastavitelným odporem, rezistorem. Nejdříve se obvod uzavře a rezistor se nastaví tak, aby ručička na stupnici ukazovala maximální hodnotu. Pokud pak dojde k zapojení dalšího rezistoru do obvodu, hodnota proudu bude menší, než maximální hodnota. Hodnotu napětí tohoto přidaného rezistoru může naměřit k tomu nakalibrovaná stupnice. Rezistory lze velmi přesně měřit také pomocí můstkového zapojení.

Související články

• Ampérmetr
• Voltmetr
• Leopoldo Nobili

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Galvanometr na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo galvanometr ve Wikislovníku