Кто изобрел гальванометр и каков его принцип действия

Гальванометр — это аналоговый измерительный прибор высокой чувствительности и точности, в основе которого лежит реакция на величину электромагнитного поля. Особенностью гальванических измерителей является, то что на его аналоговую шкалу возможно нанести деления для силы тока, напряжения, других условных физических величин или она может не иметь деления вообще.

История изобретения гальванометра

История создания гальванометра тесно связана с открытием понятия "электромагнитная индукция" и работой целой плеяды великих учёных мира, которые создавали новые варианты прибора и усовершенствовали его. Но о трёх эпохальных личностях в мире физики и гальванометров необходимо сказать отдельно:

• Х.К. Эрстед;
• Л. Гальвани;
• М. Фарадей.

Датский учёный Ханс Кристиан Эрстед 15 февраля 1820 года, проводя эксперимент на лекции по электричеству, пропускал электрический ток через проводник, который лежал сверху корабельного компаса. В результате в момент включения цепи стрелка компаса отклонялась от своего начального положения. Проведя несколько аналогичных опытов с другими металлами и разным значением силы тока, Эрстед фактически доказал существование магнитного поля и электромагнитной индукции. А сам эксперимент (проводник, магнитная стрелка и источник питания) был заложен в основу первого гальванометра.

Луиджи Гальвани исследовал электричество, проходящее в живых и физически мёртвых организмах. Впоследствии на основе изучения "возвратного" удара были заложены условия для возникновения "гальванизма" — явления генерирования мышечных сокращений во время пропускания электрического тока. Это дало возможность создать и исследовать первые электрические индукции.

Майкл Фарадей в далёком 1831 году в конце августа (29), будучи в своей лаборатории, исследовал протекание электрического тока в проводнике и экспериментально доказал существование электромагнитной индукции, используя гальванометр для обнаружения этого явления. Которое перевернуло всю физику и фундаментальные законы природы, а именно наличие электромагнитного поля и индукции доказало существование нового вида материи.

Принцип работы системы гальванометра

Для работы обычного гальванометра необходимо наличие нескольких взаимосвязанных частей устройства:

• катушка;
• ось якоря (качелька);
• стрелка-указатель;
• источник питания;
• провода.

Электрический ток проходит от источника питания по проводам в катушку. В ней генерируется магнитное поле, которое влияет на положения якоря, а соответственно и на отклонения стрелки.

Чем больше сила тока, тем больше магнитное поле: стрелка отклоняется дальше. В зависимости от направления протекания тока, стрелка может отклоняться влево или вправо.

Классификация гальванометров

За менее чем 200-летнюю историю было разработано огромное количество разнообразных гальванометров, которые отличаются размерами, принципом работы, шкалой измерений и многим другим.

Существует несколько групп гальванометров:

• конструктивное оформление (переносные и зеркальные);
• время действия тока (мгновенные, накопительные — кулонметры);
• сфера использования (бытовые, исследовательские, промышленные и т.п.).

За принципом действия:

• магнитоэлектрические, электромагнитные — вибрационные, баллистические;
• тангенциальные — основаны на тангенциальном законе магнетизма;
• тепловые — удлиняющийся (при нагреве от проходящего тока) проводник отклоняет стрелку;
• зеркальные — падающий луч отклоняется от зеркала, которое поворачивается от действия магнитного поля.

Применение гальванометров

Трудно переоценить вклад от использования этого устройства в научно-исследовательскую деятельность. Но гальванометр нашёл своё применение в разных сферах:

• высокочувствительные измерительные приборы (амперметры, вольтметры);
• кино- и фотоиндустрия (экспонометры, датчики освещённости);
• в электронике и электроэнергетике (нуль-индикаторы, измерители напряжений и токов);
• детекция и рекордирование сигналов в разных сигнало-пишущих устройствах (осциллографы, осциллоскопы) и т. д.

Заключение

Гальванометр — это целый класс высокоточного измерительного оборудования для исследования величины, проходящего через проводник, электрического тока и его физических характеристик.

Разновидность конструкций и принципов измерения позволяет использовать это устройство в самых распространённых бытовых и промышленных ситуациях, он является простым (можно сделать самостоятельно) и, в то же время незаменимым измерительным прибором для электроэнергетики, электротехники, электроники и остальных сфер деятельности человека связанных с электромагнитным полем.