Galvanometre, çok küçük akımları ölçen bir aygıttır ve AMPERMETRE ile GERİLİMÖLÇER'e benzer. Galvanometre, ölçülecek akımın etkisiyle bir sapma yapabilen, hareketli bir öğe içerir. Hareketli öğenin sapması, bir elektromıknatıs ile bir mıknatısın etkileşimi sonucu gerçekleşir. Bu öğeler, döner mıknatıs ya da döner bobin sistemleri biçiminde düzenlenebilir.
. Döner mıknatıslı galvanometre: Bu türde, doğal bir mıknatıs, at! nalı biçimindeki bir elektromıknatısın kutupları arasına takılır ya da oturtulur. Bu düzenleme sonucu, at! nalı mıknatısın kutupları arasında bir magnetik alan oluşur ve doğal mıknatısa bir döndürme kuvveti uygulanır. Döndürme kuvveti, mıknatısı, geri çekme yayına karşı döndürür.
Döner mıknatıslı galvanometreler, hassas ölçümler gerektiğinde elverişsizdir; çünkü mıknatısın sapması, akımla doğru orantılı değildir, başka bir deyişle, sapma doğrusal değildir. Akım, sapma açısının tanjantı olarak değiştiğinden, bu tür galvanometrelere, «.tanjant galvanometresi» de denir.

Döner bobinli galvanometreler: Bu türde, elektromıknatıs, at nalı biçimindeki bir doğal mıknatısın kutupları arasına takılmış ya da oturtulmuştur. Elektromıknatıs, dikdörtgen bir alüminyum çerçeveye sarılı, çok ince bakır tellerden oluşmuştur. Çerçevenin or-tasınaysa, yumuşak demirden bir çekirdek yerleştirilmiştir. Çekirdek, doğal mıknatıs alanını üstüne toplar ve radyal duruma dönüştürür.
Bobinden geçen akım sürekli, mıknatısın düzgün radyal alanı ile etkileşir ve sonuçta, döndürme kuvveti oluşur. Oluşan kuvvet yalnızca, geçen akımla orantılıdır; bu kuvvet, alanının radyal yapısından ötürü, hiç bir biçimde bobinin açısal konumuna bağlı değildir. Dolayısıyle, sapma doğrusaldır. Döner bobinli galvanometre, en yaygın kullanılan galvanometre türüdür.

Zemberek: Çok duyarlı galvanometrelerde bobin, iğne üstüne oturtulmaz; bunun yerine, son derece ince, altın ya da bakır zembereklerle bağlanır. Bu zemberekler, gerekli geri döndürme kuvvetini oluşturdukları gibi, elektriği de bobine iletirler. Zembereklerin elmas uçlu iğne yataklardan üstünlüğü, hareket sırasında gösterdikleri çok küçük sürtünme direncinden kaynaklanmaktadır. Zayıf akımlarda çok duyarlı sonuçlar verirler.

Duyarlık: Döner bobinli galvanometrelerdeki duyarlık sınırını belirleyen etmenlerden biri de, bobindeki sarım sayısıdır. Ölçülecek bir akım verildiğinde, bobinde yaratılan alan ne kadar büyük olursa, sapma da o kadar büyük olacaktır. Bunu sağlamak için, bobinin sarım sayısı artırılır.. Ancak, bu yöntem ağırlığı da artırdığından, çok ince sargı telleri kullanma yoluna gidilebilir. Ne var ki, bu kez de yeni sorunlar ortaya çıkar.
Tel inceldikçe, elektrik direnci artar. Bobin, akım değeri ölçülecek devreye doğrudan yerleştirileceği için, bobin direnci devre özelliklerini bozmamalı, yani Ölçülecek akımı değiştirmemelidir. Dolayısıyle, sarım sayısı ile tel kalınlığı arasında bir seçim yapma durumu ortaya çıkar. Genellikle, kullanılan bobin direnci, 800 ohm dolayındadır.

Sapmanın gösterilmesi: Sapma, en yalın biçimde, dereceli bir ölçek üstünde hareket eden bir ibreyle gösterilebilir. Ne var ki, ibrenin ölçek üstünde hangi bakış açısıyla okunacağını bilmek güç olduğundan, sık sık yanlış yapılabilir. Ayrıca, ibre ne kadar uzun olursa, duyarlık o kadar artar. Ama bu durum da, ağırlık ve denge sorunları yaratır.
Aynalı galvanometrelerde bu güçlük, bobin ile askı teli arasına yerleştirilen küçük bir ayna yardımıyla aşılmıştır. Dar bir ışık demeti, ayna üstüne odaklandıktan sonra, yansıyıp bir ölçeğe düşer. Bu sistemin iki büyük üstünlüğü vardır: Ölçek, aygıttan istenen uzaklığa yerleştirilebilir; sistem, sapmayı kendiliğinden büyütür (çünkü yansıyan ışının hareketi, bobin sapma açısının iki katına eşittir).
Ölçek, aynadan bir metre uzağa yerleştirilmişse, bu, iki metre uzunlukta bir ibrenin sapmasına eşdeğerdir; ama bu durumda ağırlık söz konusu değildir. Böyle bir aygıtla, ölçek üstündeki bir milimetrelik sapma, 10"" amper kadar küçük bir akımı gösterebilir.

Aynalı galvanometrelerin uyarlanması: Ölçek yerine, ışığa duyarlı bir kağıt rulosu yerleştirilip, devre içindeki akım değişikliklerinin sürekli kaydı yapılabilir. Morötesi kaydedicinin temel ilkesi budur.
Aynalı galvanometrenin duyarlığını artırmak için, yansıyan ışığın yolu üstüne bir fotosel yerleştirilebilir. Öğe bir yükselticiye bağlandığında, istenen büyütme sağlanır. Bu aygıtlara «fotoselli galvanometre» adı verilir.
Bu tür galvanometreler, hareketli bölümleri yeterli hafiflik ve küçüklükte yapıldığı zaman, frekansı 25 kHz'e kadar olan alternatif akımların ani değerlerini de ölçebilirler. Bobine bir DOĞRULTMAÇ devresi eklenerek, sinüs biçimli bir alternatif akımın ortalama karekök değeri bulunabilir. Hareketli bobin sistemleri, apansız akım yüklemelerini ya da yük «impuls»larını ölçecek biçimde düzenlenerek, balistik galvanometreler yapılır. Bunun için, ibreyi geri getirici yay ve foucault akımıyla, çalışan «sönümleyiciler», devreden çıkarılır.
Ampermetre ve gerilimölçer: Çok duyarlı bir galvanometreyi, ampermetreye (genellikle 10-6' amperden büyük akımları ölçen aygıt). dönüştürmek için, akımın çok küçük bir bölümünü aygıttan geçirmek gerekir. Bu amaçla, galvanometrenin uçları arasına paralel olarak, düşük değerli bir direnç yerleştirilir. Direnç, bobin direncinden küçük olmalıdır. Akımın büyük bir bölümü bu direnç üstünden akarken, belirli bir bölümü de aygıttan geçer. Ölçek, daha büyük değerdeki akımları gösterecek biçimde yeniden der'ecelendirilmelidir.
Galvanometreyi, gerilimölçere dönüştürmek için, aygıta seri olarak çok yüksek bir direnç bağlanır. Ölçülecek gerilim büyük olsa bile, bu büyük direnç nedeniyle, aygıttan yalnızca çok küçük bir akım geçer. Galvanometrenin ölçeği, gerilim okuması yapılacak biçimde, yeniden derecelendirilir.

Kaynak:4
3.cilt / s.867-869

» Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler » Ölçü Aletleri »