Что такое касательный гальванометр?

Электрический ток часто измеряется с помощью инструмента, называемого тангенциальным гальванометром. Способный измерять присутствие, а также направление и мощность токов, прибор впервые был использован в начале 1800-х годов. Он обычно имеет вертикальную катушку из медной проволоки, обернутую вокруг круглой рамки, и компас в середине. Стрелка компаса обычно реагирует на магнитное поле электрического тока, которое сравнивается с магнитным полем Земли в эксперименте. Этот научный инструмент был построен во многих формах, и более современные часто используют лучи света для определения измерений, в то время как некоторые версии используются для измерения магнитного поля Земли.

Инструмент работает на основе касательного закона магнетизма. Этот принцип определяет тангенс угла, проходящего через стрелку компаса, пропорционально отношению того, насколько сильны два магнитных поля. Эти поля обычно перпендикулярны друг другу. Измеряемые токи обычно пропорциональны тангенсу того же угла, через который проходит стрелка.

Касательный гальванометр обычно располагается на плоской поверхности, а компас используется для выравнивания катушки с севера на юг. Затем стрелка компаса обычно выровнена с направлением катушки, поэтому при подаче тока можно измерить угол поворота иглы. На касательном гальванометре стрелка компаса может вращаться в любом горизонтальном направлении. Шкала на устройстве имеет четыре квадранта, каждый из которых равен четверти круга, в то время как указатель, прикрепленный к игле под прямым углом, может обеспечить возможность считывания шкалы и проведения измерений.

Большинство тангенциальных гальванометров имеют одно кольцо, но некоторые виды имеют два кольца, расположенных рядом. Расстояние между кольцами может варьироваться в зависимости от инструмента. Однако для оптимального магнитного поля расстояние между ними должно быть таким же, как радиус катушки.

Одной из проблем конструкции тангенциального гальванометра часто была необходимость иметь короткую иглу, которая не демпфирует магнитное поле Земли. Небольшие изменения тока часто трудно прочитать, если игла слишком короткая, поэтому некоторые современные типы касательных гальванометров могут использовать полый, прикрепленный к зеркалу. Когда свет направлен на зеркало, он может проходить через иглу и светиться на шкале, чтобы сделать небольшие изменения в положении, очевидные во время эксперимента с тангенциальным гальванометром.