Oosthoek encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 24-01-2019

Galvanometer

betekenis & definitie

Galvanometer - instrument tot het meten van zwakke electrische stroomen. Het berust op de onderlinge werking van electrische stroomen en magneten (zie ELECTROMAGNETISME). Bij het oudste type van g. (afkomstig van Schweigger 1820) was eene magneetnaald draaibaar opgehangen binnen een rechthoekig raampje, waar geleidingsdraad op gewikkeld was, dat door den te meten stroom werd doorloopen. Tengevolge van de electromagnetische werking verkreeg de magneetnaald eene uitwijking, evenredig aan de stroomsterkte.

Op deze wijze was het derhalve mogelijk, stroomen te meten. Eene groote verbetering werd verkregen door het gebruik van een astatisch stelsel van magneetnaalden, het eerst toegepast door Nobili in 1826; de richtkracht van het aardveld kan op deze wijze willekeurig verkleind worden, terwijl de invloed van den stroom op het naaldstelsel vergroot wordt, zoodat de gevoeligheid van het instrument veel grooter wordt. Later werden g. geconstrueerd o.a. door Weber en door Wiedemann. Daarbij werden de slingeringen van de magneetnaald gedempt door het aanbrengen van koperen dempers; hierin worden n.l. tengevolge van het veranderlijke magnetische veld van de slingerende naald Foucaultsche stroomen opgewekt, die met verlies van energie gepaard gaan, waardoor de amplitudo der slingeringen kleiner wordt. William Thomson bezigde voor zijne g. stelsels magneetnaalden van klein traagheidsmoment en betrekkelijk groot moment, hetgeen bereikt werd door een aantal korte, dunne magneetnaalden, boven elkaar geplaatst, te gebruiken. Op deze wijze werd eene veel grootere gevoeligheid verkregen. Tot dit type behoort b.v de pantsergalvano-meter van du Bois-Rubens, die voorzien is van eene drievoudige pantsering teneinde den invloed der magnetische storingen, klein te maken, de constante uitwendige richtkracht wordt verkregen met behulp van afzonderlijke richtmagneten. Bij een ander type g., het eerst door Deprez en d’Arsonval geconstrueerd, en daarom ook naar hem genoemd, staat demagneet, die in dat geval zwaar is, vast en is een raampje, waarop geleidende windingen, die door den te meten stroom worden doorloopen, zijn aangebracht, tusschen de magneetpolen draaibaar opgehangen.

Zoodra de windingen door een stroom worden doorloopen, wijkt het draadraampje uit zijn oorspronkelijken stand af; de grootte van den hoek, waarover het gedraaid wordt, is evenredig aan den stroom. Bij nog een ander type g., het eerst door Einthoven geconstrueerd, den snaargalvanometer, wordt gebruik gemaakt van de electrodynamische kracht, die een stroom in een magnetisch veld ondervindt. Daartoe is een dunne draad, waar de te meten stroom doorheen gaat, tusschen de polen van een sterken electromagneet uitgespannen; de grootte der uitwijking, die de draad dan verkrijgt, wordt met behulp van een microscoop afgelezen. — De gevoeligheid van een g. hangt van verschillende factoren af. Bij een g. met bewegelijk magneetsysteem is de gevoeligheid bij gelijke slingerperiode des te grooter,. naarmate het magnetisch moment van het systeem en de galvanometerconstante grooter zijn, het traagheidsmoment van het systeem kleiner is. Teneinde aan deze laatste voorwaarde te voldoen, is het dus wenschelijk, zeer lichtesystemen te gebruiken. Paschen heeft een g. gebezigd, waarvan het systeem slechts 5 m.g. woog. Met den pantsergalvanometer van dl Bois-Rubens kunnen met behulp van een systeem, dat 60 m.g. weegt, stroomen van 10-12 ampère nog worden waargenomen.

Voorts neemt de gevoeligheid toe evenredig met de tweede macht van den slingertijd van het bewegelijke systeem. Natuurlijk is de weerstand van den g. van invloed op de gevoeligheid er van, want door het vergrooten er van kan de galvanometerconstante ook vergroot worden. Vandaar wordt de normaal gevoeligheid van een g. gedefinieerd als de gevoeligheid gedeeld door den wortel uit den weerstand. — Bij den g. van het type Deprez — d’Arsonval wordt de demping van het zich bewegende systeem veroorzaakt, doordat er bij de beweging in het magnetische veld inductiestroomen ontstaan. Dientengevolge kan, bij te kleinen galvanometerweerstand, de demping zoo sterk worden, dat het instrument dan aperiodisch zou worden. Het gunstigste geval wordt verkregen, wanneer de weerstand zoo gekozen wordt, dat het systeem zonder schommelingen naar den nulstand terugkeert. In dat geval is de gevoeligheid evenredig met den wortel uit het product van den weerstand en de derde macht van de slingerperiode, omgekeerd evenredig met den wortel uit het traagheidsmoment van het systeem. — Bij den snaargalvanometer neemt de gevoeligheid toe, naarmate de snaar dunner is en de spanning er van kleiner; met behulp van dezen g. kunnen uiterst zwakke stroomen worden gemeten; inmiddels is de weerstand groot. — Vaak ook wordt bij een g. gesproken van de .gevoeligheid voor potentiaalverschillen; deze is gelijk aan de gevoeligheid voor stroomen gedeeld door den weerstand.