Galvanometrs

Galvanometrs ir ierīce, ar kuru mēra vāju līdzstrāvu un nosaka tās virzienu. Skala var būt graduēta gan strāvas stipruma, gan sprieguma, gan citu fizikālu lielumu mērvienībās, iedaļu var arī nebūt, ja nosakāma tikai līdzstrāvas esamība un virziens, tad to sauc par galvanoskopu.

Galvanometra izgudrošanai bija un ir liela nozīme zinātnes un tehnoloģiju attīstībā. Galvanometra rādījumu attēlošanas princips vēlāk izmantots citās mērierīcēs, piemēram, ampērmetrā.

Vēsture 
1820. gadā Hanss Ersteds aprakstīja kompasa šautras jeb adatas novirzīšanos elektriskās strāvas tuvumā (laižot cauri virs adatas novietotajam vadam strāvu), tajā pašā gadā Johans Šveigers pastiprināja strāvas iedarbību, novietodams adatu taisnstūra rāmī, uz kura bija vairāki vada tinumi. Šī iekārta tika nosaukta par multiplikatoru.

1821. gadā Andrē Ampērs pārliecinājās par elektrības ietekmi uz magnētu, sasiedams kopā divas paralēli novietotas magnētiskās adatas, kuru poli bija vērsti pretējos virzienos, tādējādi padarot adatu virzienu neatkarīgu no Zemes magnētiskā lauka, — adatas pagriezās perpendikulāri strāvas vadītājam. Šo konstrukciju nodēvēja par astatisko aparātu, tātad tādu, kuru neietekmē ārējais magnētiskais lauks.

1821. gadā Johans Pogendorfs pievienoja 'multiplikatoram' skalu.

1823. gadā Amedeo Avogadro un Džovanni Mičeloti izgatavoja 'multiplikatoru', kura rādītājs (adata) bija iekārts diegā virs graduēta sektora un kurš atradās zem stikla kupola.

1825. gadā Leopoldo Nobili izgatavoja savu astatisko aparātu, kas sastāvēja no Ampēra astatiskā aparāta un diegā iekārtas adatas. Tajā pašā gadā Antuāns Bekerels izveidoja diferenciāla galvanometra (galvanometrs, ar kuru var veikt mērījumus uzreiz divām elektriskajām ķēdēm) uzmetumu.

1826. gadā Pogendorfs ieviesa spoguļatskaiti (pozitīvu skaitļu skalu uz abām pusēm no nulles).

1831. gadā Johans Nervanders graduēja galvanometru absolūtās mērvienībās.

1836. gadā mērierīce ieguva savu nosaukumu 'galvanometrs' no Luidži Galvani uzvārda.

1837. gadā Klods Puljē izgatavoja tangenciālo galvanometru, kura adata atradās virs grādos sadalīta apļa (kompass) un vertikāli nostādītā vadītāja riņķī, pirms mērīšanas riņķis bija jāievirza Zemes meridiāna plaknē.

1840. gadā Vilhelms Vēbers uzlaboja tangenciālo galvanometru — riņķa vietā izmantoja divas virknē saslēgtas, paralēlās plaknēs novietotas spoles, starp kurām tika novietota adata, nodrošinot vienmērīgāku strāvas radītā magnētiskā lauka sadali. Viņš izstrādāja tangenciālā galvanometra teoriju, norādot, kā elektriskā strāva var tikt izmērīta absolūtās mērvienībās pēc tās iederbības uz horizontāli pakārtu adatu, kad jau bija zināms Zemes magnētiskā lauka komponents absolūtās mērvienībās. Sava veida tangenciālos galvanometrus radījuši arī Hermanis fon Helmholcs (1849) un Frīdrihs Kolraušs (1882).

1846. gadā Vēbers izstrādāja elektrodinamisko galvanometru, kuram starp paralēlās plaknēs vertikāli novietotām divām spolēm tika iekārta mazāka izmēra bifilāra spole, visas trīs spoles tika saslēgtas virknē. Iekārtā (kustīgā) spole atradās perpendikulāri nekustīgo spoļu plaknei: tika radīts pretdarbības moments. Strāvai plūstot ķēdē, kustīgā spole tiecās ieņemt paralēlu pārējām divām spolēm virzienu, par rādītāju tika izmantots spogulis.

1858. gadā lords Kelvins patentēja savu spogulisko galvanometru Transatlantijas telegrāfa kabelim.

Darbības principi 
Parasti galvanometru izmanto kā analogo mērierīci. Ar to mēra līdzstrāvas stiprumu.

Mūsdienās tiek lietots Darsonvala/Vestona konstrukcijas galvanometrs. Tajā ir grozīga spole, kas atrodas pastāvīga magnēta laukā. Pie spoles piestiprināts rādītājs. Kad līdzstrāva plūst caur spoli, tajā rodas magnētiskais lauks, kurš mijiedarbojas ar pastāvīgā magnēta lauku — spole pagriežas un rādītājs norāda uz noteiktu skalas iedaļu. Kad strāva pārstāj plūst, atspere atgriež spoli un rādītāju sākumstāvoklī (uz nulli).

Atsauces

Ārējās saites 

Mērinstrumenti
Elektriskā strāva