Galvanometer

Et galvanometer er et måleinstrument for styrken på elektrisk likestrøm.

D'Arsonval-type galvanometer.

I moderne utgaver fører strømmen til et utslag på en viser som dreier om en akse. Galvanometret baserer seg på den fysiske egenskapen at en strøm gjennom en leder fører til et magnetfelt rundt lederen. I tidligere galvanometre var det magneten som bevegde seg relativt til en tråd (svære gamle typer) eller en spole (nyere typer). I moderne galvanometre er det en spole som beveger seg i et fast magnetfelt. Spoler brukes for å øke magnetfeltet, og derigjennom galvanometrets følsomhet, ved at hvert enkelt tørn bidrar med sitt magnetfelt.

Historie

Torsjonsgalvanometer fra Siemens & Halske, ca. 1885. Det måler spenning i Daniell.

I 1820 beskrev Hans Christian Ørsted at en strøm i en leder fikk et kompass til å gjøre utslag. Dette var interessant i seg selv og innebar en mulig måte å måle mengden av strøm på. Den tyske kjemikeren, fysikeren og matematikkprofessoren Johan(n) Salomo Christoph Schweigger fra Nürnberg (6. april 1779 til 6. september 1857) beskrev ved universitetet i Halle det første galvanometret den 16. september 1820. André-Marie Ampère bidro til den videre utviklingen. Spolen ble kalt multiplikator på grunn av den økte følsomheten. Navnet galvanometer ble gitt til ære for den italienske anatom og professor Luigi Galvani (9. september 1737 til 4. desember 1798), som oppfant batteriet som igjen gjorde produksjon av likestrøm mulig for første gang.

Tidlige galvanometre var påvirket av jordas magnetfelt. For noen typer var jordfeltet kraften som stilte nåla til null uten strøm (tangentgalvanometre), for andre typer virket jordfeltet forstyrrende. Følsomheten var svært viktig. For å forstørre utslaget ble det sett et speil på viserens akse og en lysstråle ble brukt for avlesning (Thompson- eller speil-galvanometer).

Muligheten for presise målinger førte til at Georg Simon Ohm (16. mars 1789 til 6. juli 1854) kunne utvikle Ohm's lov, som sier at strøm gjennom og spenning over en metallisk leder er proporsjonale størrelser, gitt en konstant temperatur.

Jordfeltet og andre magneter førte til forstyrrelser i presisjonen. I 1882 konstruerte Jacques-Arsène d'Arsonval et dreiespoleinstrument som hadde en nesten sluttet magnetisk krets med et konsentrert felt fra permanentmagneter. I tillegg til at ytre felt fikk mindre virkning, ble dreiespolen hengt opp i spiralfjærer som trengte ytterst liten kraft for dreiebevegelse. Den kommersialiserte utgaven (1888, Edward Weston) har i prinsippet ikke endret seg siden.

Bruk

Galvanometret kan brukes til likespenningsmåling ved at det kobles i serie med en motstand. Se Voltmeter. Det ble gjennomgående brukt i såkalte universalinstrumenter, som i dag heller heter multimetre. For å måle vekselstrøm eller -spenning ble det brukt likerettere. For å måle motstand blir det brukt et batteri og noen få motstander i tillegg.

Følsomme galvanometre blir brukt som indikatorer i målebroer som Wheatstone-broa.

Et dreiespoleinstrument er et apparat for måling av elektriske størrelser (spenning og/eller strøm og/eller motstand) og som har et galvanometer som indikator.