Kas yra tangentinis galvanometras?

Elektros srovė dažnai matuojama naudojant prietaisą, vadinamą tangentiniu galvanometru. Prietaisas, galintis išmatuoti srovių buvimą, kryptį ir galią, pirmą kartą buvo panaudotas XIX a. pradžioje. Paprastai jis turi vertikalią varinės vielos ritę, apvyniotą aplink apskritą rėmą, ir kompasą viduryje. Kompaso adata paprastai reaguoja į elektros srovės magnetinį lauką, kuris eksperimente lyginamas su Žemės magnetiniu lauku. Šis mokslinis instrumentas buvo sukurtas įvairių formų, o modernesniuose matavimams dažnai naudojami šviesos pluoštai, o kai kurios versijos naudojamos Žemės magnetiniam laukui matuoti.

Prietaisas veikia pagal magnetizmo tangentinį dėsnį. Šis principas apibrėžia kampo liestinę, kurią perkelia kompaso adata, kaip proporcingą dviejų magnetinių laukų stiprumo santykiui. Šie laukai paprastai yra statmeni vienas kitam. Išmatuotos srovės paprastai yra proporcingos to paties kampo, per kurį praeina adata, tangentei.

Tangentinis galvanometras paprastai dedamas ant lygaus paviršiaus, o kompasas naudojamas ritės lygiavimui iš šiaurės į pietus. Tada kompaso adata paprastai sulygiuota su ritės kryptimi, taigi, kai įvedama srovė, būtų galima išmatuoti kampą, kuriuo adata pasisuka. Tangentiniame galvanometre kompaso rodyklė gali suktis bet kuria horizontalia kryptimi. Prietaiso skalė turi keturis kvadrantus, kurių kiekvienas yra lygus ketvirčiui apskritimo, o stačiu kampu prie adatos pritvirtinta rodyklė gali padėti nuskaityti skalę ir atlikti matavimus.

Dauguma tangentinių galvanometrų turi vieną žiedą, tačiau kai kurių tipų yra du žiedai, išdėstyti vienas šalia kito. Atstumas tarp žiedų gali skirtis priklausomai nuo instrumento. Tačiau norint sukurti optimalų magnetinį lauką, atstumas tarp jų turi būti toks pat kaip ritės spindulys.

Viena iš tangentinio galvanometro dizaino problemų dažnai buvo poreikis turėti trumpą adatą, kuri neslopintų Žemės magnetinio lauko. Nedidelius srovės pokyčius dažnai sunku perskaityti, jei adata per trumpa, todėl kai kuriuose šiuolaikinių tipų tangentiniuose galvanometruose galima naudoti tuščiavidurį, pritvirtintą prie veidrodžio. Kai šviesa nukreipta į veidrodį, ji gali prasiskverbti pro adatą ir spindėti ant skalės, kad atliekant liestinės galvanometro eksperimentą būtų akivaizdūs nedideli padėties pokyčiai.