Galvanomeeter

Allikas: Vikipeedia
D'Arsonvali/Westoni galvanomeeter.

Galvanomeeter on analoogmõõteriist, millega tehakse kindlaks elektrivoolu olemasolu, suurus ja suund elektrijuhis. Galvanomeetriga on võimalik tuvastada isegi väga nõrga voolu olemasolu, uuemate galvanomeetrite[1] korral näiteks lahutusvõimega kuni 0,2 nA.

Ehitus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tänapäevane levinuim galvanomeeter (d'Arsonvali galvanomeeter [2]) koosneb kergest traatpoolist, kahe lihvitud poolusega püsimagnetist ja skaalast. Pool, mis elektrivoolu olemasolul püsimagneti kahe pooluse vahel pöördub, on valmistatud kergest vasktraadist või kullaribast, mille laius jääb alla 0,2 mm ja paksus pole üle 0,025 mm. Pooli külge on kinnitatud väike peegel, mis käitub optilise osutina, peegeldades valguskiirt fikseeritud skaalale. Lisaks on veel pooli külge kinnitatud vedru, mis voolu puudumisel hoiab peeglit ja pooli tasakaaluasendis ning samuti pärast pooli läbiva voolu katkemist taastab nullasendi.

Tööpõhimõte[muuda | redigeeri lähteteksti]

Galvanomeetri töö põhineb Taani füüsiku, Hans Christian Oerstedi avastusel, et magnetnõel kaldub kõrvale, kui selle läheduses olevat elektrijuhti läbib vool. Kaldenurga suurus on määratud elektrijuhti läbiva voolu tugevusega ja selle suund voolu suunaga mähises.

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tangentsiaal galvanomeeter

Varaseim teade galvanomeetrist pärineb Saksamaalt, Halle ülikoolist, aastast 1820; selle ehitaja oli Johann Schweigger[3]. Seadme ehitusel osales ka Prantsuse füüsik André-Marie Ampère. Nimetus aga pärineb Itaalia füüsiku Luigi Galvani perekonnanimest, kes avastas 1791. aastal galvaanielemendi tööpõhimõtte.

Esimesed galvanomeetrid[4] (tangentsiaalgalvanomeeterid [5]) olid ehitatud fikseeritud, voolujuhtivast traatmähisest või -raamist, mille sisemuses paiknes vabalt pöörduv magnetnõel. Tangentsiaalgalvanomeetritel oli aga kaks puudust. Esiteks põhines nende toimimine Maa magnetväljal ja seetõttu tuli need kasutamiseks asetada nii, et magnetnõela tasakaaluasend paikneks Maa magnetvälja jõujoontega paralleelselt. See oli vajalik selleks, et nõel pöörduks Maa magnetvälja jõu mõjul tagasi enda tasakaalu asendisse niipea, kui elektrivool juhis katkeb. Teine puudus seisnes selles, et nad olid mõjutatavad läheduses paiknevatest magnetitest või rauast kehadest. Seetõttu polnud nõela kõrvalekaldumine nullasendist lineaarses sõltuvuses voolutugevusega juhis. Hilisemates galvanomeetrites (d'Arsonvali galvanomeetrid) on need kaks puudust likvideeritud. Nimelt asetati pool fikseeritud magnetpooluste vahele, mis tekitavad püsivalt stabiilse magnetvälja.

Kasutus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Alguses kasutati galvanomeetrid põhiliselt rikete leidmiseks telekommunikatsiooni liinides. Hiljem hakati neid aga massiliselt kasutama analoogmõõteriistades indikaatoritena. Nimelt saab galvanomeetri muuta nii alalisvoolu amper- kui ka voltmeetriks.[6] Kuid kuna galvanomeeter on väga tundlik mõõteriist, mis on mõeldud väga nõrkade voolude mõõtmiseks, siis suuri voolutugevusi sellega otse mõõta ei saa. Suuremad voolutugevused kui 1 mA lihtsalt kahjustaksid seadet.

Et galvanomeetriga saaks mõõta suuremaid voolutugevusi kui 1 mA, tuleb tema mõõtepiirkonda suurendada, asetades vooluringi temaga paralleelse väga väikeseoomilise takisti, mida tuntakse šundi nime all. Šundi kasutamise tulemusena voolutugevus galvanomeetris langeb, ning seda hakkab läbima ainult mingi fikseeritud osa koguvoolust. Galvanomeetri muutmiseks voltmeetriks tuleb aga vooluringi temaga jadamisi asetada kõrgeoomiline takisti, mida tuntakse eeltakisti nime all. Eeltakisti hakkab piirama voolutugevust ja vastavalt Ohmi seadusele on voolutugevus galvanomeetril proportsionaalne pingega vooluringis.

Alates 1980. aastatest on analooggalvanomeetreid hakatud asendama analoog-digitaalmuunduritega varustatud digitaalsete mõõteriistadega, kuna viimased on suurema täpsusega, kuid samas ka kallimad ja suurema voolutarbega.

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]