Galvanometr

Galvanometr

Galvanometr je typ ampermetru (zkráceně též nazývaného ammetr). Je to přístroj pro zjištˇování a měření elektrického proudu, který pracuje na elektromagnetickém principu. Proud procházející cívkou galvanometru vychýlí ručičku, která tak ukáže hodnotu síly proudu na kruhové stupnici.

Historie

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

Princip galvanometru

Nejrozšířenější jsou analogové přístroje používané pouze jako měřící. Ty se používají pro měření stejnosměrného proudu (proudu elektrického napětí) v elektrickém obvodu. Takové galvanometry sestávají z malé cívky ovinuté drátem, jež je umístěna v dosahu magnetického pole permanentního magnetu. Drát cívky je připojen k ručičce, pod níž je umístěna stupnice. Spolu s ručičkou jsou pak na nulové hodnotě stupnice zajištěny pružinkou. U některých galvanometrů je pružinka nahrazena kouskem kovu a k zajištění drátu s ručičkou se tak využívá síly magnetického pole.

Drát vytváří magnetické pole jakmile jím prochází stejnosměrný proud (DC). Toto pole se buď odpuzuje, nebo přitahuje s elektrickým polem permanentního magnetu. Drát na cívce se vytáčí, překoná pružinku a uvede tak pohybu ručičku. Praktické typy galvanometru obvykle mají i zařízení, které odbourává nepřesnosti vzniklé mechanickým posuvem drátu a ručičky, takže ručička udává hodnoty proudu plynule a bez vibrací.

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

Galvanometr může také být nakonfigurován i k měření i jiných hodnot napětí a to zapojením do obvodu společně s děličem napětí. Obvykle se to provádí tak, že se společně s cívkou galvanometru do série zapojí i rezistor. Dále se dá galvanometr nastavit pro měření odporu tak, že se umístí do jedné série se zdrojem známého napětí (baterií) a nastavitelným odporem, rezistorem. Nejdříve se obvod uzavře a rezistor se nastaví tak, aby ručička na stupnici úplnou odchylku. Pokud pak dojde k umístění dalšího rezistoru do obvodu, hodnota proudu bude méně než je úplná odchylka. Hodnotu napětí tohoto přidaného rezistoru může naměřit k tomu nakalibrovaná stupnice.