Co to jest galwanometr styczny?

Prąd elektryczny jest często mierzony za pomocą przyrządu zwanego galwanometrem stycznym. Przyrząd był w stanie zmierzyć obecność, a także kierunek i moc prądów, po raz pierwszy na początku 1800 roku. Zazwyczaj ma pionową cewkę z drutu miedzianego, owiniętą wokół okrągłej ramy i kompas na środku. Igła kompasu zasadniczo reaguje na pole magnetyczne prądu elektrycznego, które jest porównywane z polem magnetycznym Ziemi w eksperymencie. Ten instrument naukowy został zbudowany w wielu formach, a bardziej nowoczesne często wykorzystują wiązki światła do określania pomiarów, podczas gdy niektóre wersje służą do pomiaru pola magnetycznego Ziemi

Instrument działa w oparciu o styczną zasadę magnetyzmu. Ta zasada definiuje styczną kąta, przez którą przechodzi igła kompasu, jako proporcjonalną do stosunku siły dwóch pól magnetycznych. Te pola są zwykle prostopadłe do siebie. Zmierzone prądy są zwykle proporcjonalne do stycznej pod tym samym kątem, przez który przechodzi igła.

Galwanometr styczny jest zwykle umieszczony na płaskiej powierzchni, a kompas służy do wyrównania cewki z północy na południe. Igła kompasu jest następnie zwykle wyrównywana z kierunkiem cewki, więc przy przyłożonym prądzie można zmierzyć kąt, pod jakim igła się obraca. Na stycznym galwanometrze igła kompasu może obracać się w dowolnym kierunku poziomym. Skala na urządzeniu ma cztery ćwiartki, każda równa ćwiartce koła, a wskaźnik przymocowany do igły pod kątem prostym może zapewnić środki do odczytu skali i wykonywania pomiarów.

Większość galwanometrów stycznych ma pojedynczy pierścień, ale niektóre rodzaje mają dwa pierścienie umieszczone obok siebie. Odległość między pierścieniami może się różnić w zależności od instrumentu. Jednak dla optymalnego pola magnetycznego odległość między nimi powinna być taka sama jak promień cewki.

Jednym z problemów konstrukcyjnych galwanometru stycznego była często potrzeba posiadania krótkiej igły, która nie tłumi ziemskiego pola magnetycznego. Niewielkie zmiany prądu są często trudne do odczytania, jeśli igła jest zbyt krótka, więc niektóre nowoczesne typy galwanometru stycznego mogą używać pustego przymocowanego do lustra. Kiedy światło jest skierowane w stronę lustra, może przejść przez igłę i świecić na skali, aby zaobserwować niewielkie zmiany położenia podczas eksperymentu ze stycznym galwanometrem.