Galvanomeeter: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
P Oleks tore, kui mõni elektriinsener viskaks pilgu peale – enne pole vist mõtet keelt lihvida. :)
Resümee puudub
1. rida:
'''Galvanomeeter''' on analoogmõõteriist, millega tehakse kindlaks elektrivoolu olemasolu, suurus ja suund elektrijuhis. Nimetus pärineb Itaalia füüsiku [[Luigi Galvani]] nimest.
{{keeletoimeta}}
[[Pilt:Galvanometer scheme.png|thumb|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<ref>[http://www.laxtronics.com/products/test_equipments/precision_galvanometer.htm GV 10]</ref> korral näiteks lahutusvõimega kuni 0,2 nA.
 
GalvanomeetriEsimeste galvanomeetrite töö põhineb Taani füüsiku, [[Hans Christian Oersted]]<nowiki/>i avastusel, et magnetnõel kaldub kõrvale, kui selle läheduses olevat elektrijuhti läbib vool. Kaldenurga suurus on määratud elektrijuhti läbiva voolu tugevusega ja sellekaldumise suund sõltub voolu suunagasuunast mähisesjuhis.
== Ehitus ==
 
[[Pilt:Western Union standard galvanometer.jpg|thumbpisi|150px|right|Tangentsiaal galvanomeeterTangentsiaalgalvanomeeter ]]
Tänapäevane levinuim galvanomeeter (d'Arsonvali galvanomeeter <ref>[http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Electrical_Measurements/DArsonval_Galvanometer/DArsonval_Galvanometer.html d'Arsonvali galvanomeeter]</ref>) 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.
Varaseim teade niisuguse tööpõhimõttega galvanomeetrist pärineb Saksamaalt, Halle ülikoolist, aastast 1820; selle ehitaja oli Johann Schweigger<ref>[http://www.browsebiography.com/bio-schweigger_johan.html Johann Schweigger]</ref>. Seadme ehitusel osales ka Prantsuse füüsik [[André-Marie Ampère]]. Nimetus aga pärineb Itaalia füüsiku [[Luigi Galvani]] perekonnanimest, kes avastas 1791. aastal galvaanielemendi tööpõhimõtte.
 
Kompassiga mõõteseadmete edasiarendatud variantidest on tuntuim tangentsiaalgalvanomeeter. <ref>[http://www.sparkmuseum.com/GALV.HTM Galvanomeetrite ajaloost (ingl k)]</ref> <ref>[http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Electrical_Measurements/Tangent_Galvanometer/Tangent_Galvanometer.html Tangentsiaalgalvanomeeter (ingl k)]</ref> Selle põhiosad on vertikaalne traatmähisega pool ja selle keskel paiknev vabalt pöörduv magnetnõel ([[kompass]]). Kompassi nõela küljes on osuti, mis saab pöörduda neljaks kvadrandiks jaotatud skaalal. Mõõtmiseks pööratakse pool ümber püsttelje asendisse, milles pooli tasapind ühtib magnetnõela suunaga. Kui nüüd pooli mähisesse juhtida mõõdetav vool, tekitab see pooli ümber magnetvälja, mille suund on risti Maa magnetväljaga ja magnetosuti reageerib kahe magnetvälja vektorsummale, pöördudes nurga võrra, mille [[tangens]] on võrdeline ristsuunaliste väljade põhjustatud jõudude suhtega.
== Tööpõhimõte ==
 
Niisugune kompassil põhinev mõõteriist polnud kuigi tundlik ja tema näitu mõjutasid kergesti igasugused läheduses paiknevad magnetmaterjalist esemed.
Galvanomeetri töö põhineb Taani füüsiku, [[Hans Christian Oersted]]<nowiki/>i 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.
 
[[Pilt:Galvanometer scheme.png|thumb|D'Arsonvali galvanomeeter: <br>ristkülikukujuline pool (punane) pöördub püsimagneti pooluste NS vahel; pöördpool saab voolu klemmide (+, –) ja spiraalvedrude kaudu]]
== Ajalugu ==
Hilisemates galvanomeetrites hakati Maa magnetvälja asemel kasutama [[püsimagnet]]i välja. Magneti ja vooluga pooli magnetväljade koosmõju paneb pöörduma pooli. Püsimagnet muudab mõõteriista sõltumatuks Maa magnetväljast ja välistest magnetmõjudest. Niisuguse galvanomeetri valmistas [[:en:Jacques-Arsène d'Arsonval| J.-A. d'Arsonval]] 1882. aastal. a.<ref>[http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Electrical_Measurements/DArsonval_Galvanometer/DArsonval_Galvanometer.html D'Arsonvali galvanomeeter (ingl k)]</ref>) Seda täiustas [[:en: Edward Weston|E. Weston]] ja patenteeris aastal 1888.
[[Pilt:Western Union standard galvanometer.jpg|thumb|150px|right|Tangentsiaal galvanomeeter ]]
Varaseim teade galvanomeetrist pärineb Saksamaalt, Halle ülikoolist, aastast 1820; selle ehitaja oli Johann Schweigger<ref>[http://www.browsebiography.com/bio-schweigger_johan.html Johann Schweigger]</ref>. Seadme ehitusel osales ka Prantsuse füüsik [[André-Marie Ampère]]. Nimetus aga pärineb Itaalia füüsiku [[Luigi Galvani]] perekonnanimest, kes avastas 1791. aastal galvaanielemendi tööpõhimõtte.
 
[[Pilt:D'Arsonval ammeter movement.jpg|pisi| Westoni galvanomeetri edasiarendus, nagu seda on senini kasutatud pöördpoolmehhanismiga osutimõõteriistadest]]
Esimesed galvanomeetrid<ref>[http://www.sparkmuseum.com/GALV.HTM Galvanomeetrite ajaloost]</ref> (tangentsiaalgalvanomeeterid <ref>[http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Electrical_Measurements/Tangent_Galvanometer/Tangent_Galvanometer.html Tangentsiaal galvanomeeter]</ref>) 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.
D'Arsonvali/Westoni galvanomeetris paikneb tugeva püsimagneti pooluste vahel kerge peenest traadist pool, mis on riputatud rõhttelje otstes olevate spiraalvedrude külge. Need vedrud, toimides ühtlasi voolujuhtidena, hoiavad pooli teljega ühendatud osuti nullasendis vooluta olekus ja loovad vajaliku suurusega vastujõu pooli pööravale elektromagnetjõule, kui pooli läbib mõõdetav vool. Et vähendada takistust [[magnetvoog|magnetvoole]], on magnetpooluste vahel terassilinder. Pool saab seega pöörduda [[magnetahel]]a ühtlases rõngakujulises õhupilus, mis tagab lineaarse seose pooli pöördenurga ja seda läbiva voolu vahel.
 
Valmistati ka mitmesuguse ehitusega galvanomeetreid, millel oli osuti asemel väike peegel. Peeglile suunatud valguskiir peegeldus eemal asuvale skaalaga ekraanile. Selline optilise osutiga peegelgalvanomeeter oli nii tundlik, et võimaldas näidata mõne mikroampri suurust voolumuuutust.
== Kasutus ==
Galvanomeeter kui väga tundlik mõõteriist ongi mõeldud ainult nõrga voolu mõõtmiseks (nt kuni 1 mA).
 
Westoni galvanomeetri elektromehaaniline muundur on pöördpoolmehhanismi nime all laialdaselt kasutusel mitmesugustes osutimõõteriistades ([[voltmeeter]] ([[ampermeeter]], [[oommmeeter]] jt).<ref>[http://www.citycollegiate.com/galvanometer_XIIa.htm Galvanomeeter kui voltmeeter või ampermeeter (ingl k)]</ref> Tugevamate voolude mõõtmiseks ühendatakse mõõtemehhanismiga rööbiti (paralleelselt) vajaliku väikese takistusega takisti (šunttakisti) ja kõrgemate pingete mõõtmiseks jadamisi (järjestikku) suure takistusega takisti (eeltakisti).
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.<ref>[http://www.citycollegiate.com/galvanometer_XIIa.htm Galvanomeeter kui voltmeeter või ampermeeter]</ref> 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.
 
Ka tänapäeval nimetatakse väga tundlikke ampermeetreid vahel galvanomeetriks. Näiteks võib niisugune ampermeeter mõõta mõne [[piko]]ampri suurust voolu.<ref>[http://www.laxtronics.com/products/test_equipments/precision_galvanometer.htm GV 10]</ref>
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.
 
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 ==
{{Viited}}
 
== Vaata ka ==
* [[Luigi Galvani]]
* [[André-Marie Ampère]]
 
== Välislingid ==
 
* http://www.encyclopedia.com/topic/galvanometer.aspx#1
 
[[Kategooria:Mõõteriistad]]