Qu'est-ce qu'un galvanomètre tangent?
Le courant électrique est souvent mesuré à l'aide d'un instrument appelé galvanomètre tangent. Capable de mesurer la présence ainsi que la direction et la puissance des courants, cet instrument a été utilisé pour la première fois au début du XIXe siècle. Il a généralement une bobine de fil de cuivre verticale, enroulée autour d'un cadre circulaire et une boussole au milieu. L'aiguille de la boussole répond généralement au champ magnétique du courant électrique, qui est comparé au champ magnétique de la Terre dans l'expérience. Cet instrument scientifique a été construit sous de nombreuses formes et les plus modernes utilisent souvent des faisceaux de lumière pour déterminer les mesures, tandis que certaines versions sont utilisées pour mesurer le champ magnétique de la Terre.
L'instrument fonctionne selon la loi tangente du magnétisme. Ce principe définit la tangente de l'angle, parcourue par l'aiguille du compas, comme étant proportionnelle à un rapport de la force de deux champs magnétiques. Ces champs sont généralement perpendiculaires les uns aux autres. Les courants mesurés sont généralement proportionnels à la tangente du même angle traversé par l’aiguille.
Un galvanomètre tangent est généralement placé sur une surface plane et le compas est utilisé pour aligner la bobine du nord au sud. L'aiguille de la boussole est alors généralement alignée sur la direction de la bobine afin que, lorsqu'un courant est appliqué, l'angle de rotation de l'aiguille puisse être mesuré. Sur un galvanomètre tangent, l'aiguille de la boussole peut pivoter dans n'importe quelle direction horizontale. Une échelle sur le dispositif comporte quatre quadrants, chacun équivalant à un quart de cercle, alors qu'un pointeur fixé à l'aiguille à angle droit peut permettre de lire l'échelle et de prendre des mesures.
La plupart des galvanomètres tangents ont un seul anneau, mais certains types ont deux anneaux placés côte à côte. La distance entre les anneaux peut varier en fonction de l'instrument. Cependant, pour obtenir un champ magnétique optimal, la distance qui les sépare doit être identique au rayon de la bobine.
L'un des problèmes de conception du galvanomètre tangent a souvent été la nécessité de disposer d'une aiguille courte qui ne modifie pas le champ magnétique terrestre. Les petites variations de courant sont souvent difficiles à lire si l’aiguille est trop courte. Certains types de galvanomètre à tangence moderne peuvent donc utiliser un cavalier creux fixé à un miroir. Lorsque la lumière est dirigée vers le miroir, elle peut traverser l’aiguille et briller sur l’échelle pour laisser apparaître de petits changements de position au cours d’une expérience de galvanomètre tangent.