Galvanometer
Definitie: De galvanometer is het apparaat dat wordt gebruikt voor het detecterende aanwezigheid van kleine stroom en spanning of voor het meten van hun magnitude. De galvanometer wordt voornamelijk gebruikt in de bruggen en de potentiometer, waar ze de nulafbuiging of nulstroom aangeven.
Principe van Galvanometer
De potentiometer is gebaseerd op het uitgangspunt dat de stroomonderhoudende spoel die wordt gehouden tussen het magnetische veld een koppel ervaart.
Bouw van de Galvanometer
De constructie van de potentiometer wordt getoond in de onderstaande figuur.
Moving Coil - De bewegende spoel is het stroomvoerende deel vande galvanometer. Het is rechthoekig of rond en heeft het aantal windingen van fijne koperdraad. De spoel wordt vrij rond zijn verticale symmetrieas bewogen tussen de polen van een permanente magneet. De ijzeren kern zorgt voor de fluxweg met lage reluctantie en biedt daarom het sterke magnetische veld waarin de spoel kan bewegen.
Opschorting - De spoel wordt opgehangen door een plat lint datvoert de stroom naar de spoel. De andere stroomvoerende spoel is de onderste ophanging waarvan het koppeleffect verwaarloosbaar is. De bovenste suspensiespoel bestaat uit een goud- of koperdraad die in de vorm van een lint is gemaakt. De mechanische sterkte van de draad is niet erg sterk en daarom kunnen de galvanometers voorzichtig omgaan zonder schokken.
Mirror - De ophanging draagt een kleine spiegel die de lichtstraal werpt. De lichtstraal geplaatst op de schaal waarop de afbuiging wordt gemeten.
Torsiekop - De torsiekop wordt gebruikt voor het regelen van de positie van de spoel en voor het aanpassen van de nulinstelling.
Toepassingen van Galvanometer
De galvanometer heeft de volgende toepassingen. Zij zijn
- Het wordt gebruikt voor het detecteren van de stroomrichtingstroomt in het circuit. Het bepaalt ook het nulpunt van het circuit. Het nulpunt betekent de situatie waarin er geen stroom door het circuit stroomt.
- Het wordt gebruikt voor het meten van de stroom.
- De spanning tussen twee willekeurige punten van het circuit wordt ook bepaald door middel van een galvanometer.
Werken met Galvanometer
Laat, l, d - de lengte van de respectieve verticale en horizontale zijde van de spoel in de meter.
N - aantal slagen in de spoel,
B - Fluxdichtheid in de luchtspleet, wb / m2
i - stroom door bewegende spoel in Ampere
K - veerconstante van ophanging, Nm / rad
θf - uiteindelijke steady-state doorbuiging van de bewegende spoel in straling
Wanneer de stroom door de spoel vloeit, ondervindt deze een koppel dat wordt uitgedrukt als
Het sturende koppel uitgeoefend door de ophanging bij uitslag θF is
De bovenstaande vergelijking laat zien dat wanneer de spiegel een hoek θ maaktF de gereflecteerde straal draait door een hoek 2θF weergegeven in de onderstaande afbeelding.
De galvanometer wordt gebruikt als een ampèremeter door de laag-weerstanddraad parallel aan de galvanometer aan te sluiten. Het potentiaalverschil tussen de spanning en de shuntweerstand is gelijk.
Waarbij S = shuntweerstand en Is = stroom over de shunt.
Omdat de galvanometer en de shuntweerstand potentieel met het circuit zijn verbonden, zijn hun potentialen gelijk.
Dus de shuntweerstand wordt gegeven als,
De waarde van de shuntstroom is erg klein in vergelijking met de voedingsstroom.
Conversie van Galvanometer in een voltmeter
De galvanometer wordt gebruikt als een voltmeter door de hoge weerstand in serie met het circuit te verbinden.
Het bereik van de voltmeter is afhankelijk van de waarde van de weerstand die in serie is verbonden met het circuit.
