Galvanometrar och voltmätare är mätinstrument som ofta används för att utvärdera elektriska kretsar. De huvudskillnad mellan galvanometer och voltmeter är att a galvanometer är en typ av enhet som har delar som rör sig som svar på en elektrisk ström, medan a voltmeter är en enhet som används för att mäta potentialskillnaden (spänning) i en krets. Vi kommer att se att galvanometrar kan användas för att mäta inte bara spänningar utan också strömmar och att voltmetrar kan konstrueras på olika sätt, med eller utan användning av en galvanometer.
En galvanometer är en anordning som har en permanent magnet, inuti vilken en trådspole är placerad. När en ström passerar genom trådspolen skapar tråden ett eget magnetfält. Detta magnetfält interagerar med magnetfältet hos de permanenta magneterna och som ett resultat utövas en kraft på spolen. Kraften får spolen att röra sig. En nål kan fästas på trådspolen och placeras längs en skala så att dess rörelse kan mätas. Ju större strömmen genom spolen, desto större är den kraft som nålen känner och därmed desto mer kommer den att röra sig. Detta skulle få nålen att avvika längre från viloläge. Om strömmar av kända storlekar passerar genom spolen, kan skalan kalibreras för att avläsa något ström av ström inom ett givet intervall. Som ett resultat kan galvanometrar användas som amperemetrar att mäta storleken på en elektrisk ström. En galvanometer som fungerar på detta sätt kallas a rörlig spol galvanometer eftersom det är rörelsens rörelse som får nålen att röra sig längs skalan. Det är också möjligt att konstruera galvanometrar vars spolar inte rör sig, men magneterna gör det. Dessa typer av galvanometrar kallas rörliga magnet galvanometrar.
En rörlig spiral galvanometer schematisk (vänster) och ett fotografi av en gammal rörlig spiral galvanometer (höger)
Galvanometrar används inte för mätningar ensamma. Magneten på en rörlig magnetgalvanometer kan fästas på en spegel så att när magneterna rör sig som svar på elektriska strömmar i spolen roterar spegeln tillsammans med magneterna. Detta innebär att spegelns rörelser kan styras genom att styra strömmen. Denna typ av inställning kallas ofta spegelgalvanometrar. De används för att styra ljusstrålar i vissa typer av projektorer. De används också ibland för att rikta laserstrålar med hög intensitet på material för laseretsning. Till exempel visar videon nedan hur en spegelgalvanometer kan användas för att göra gravyrer på trä med hjälp av en laser:
En voltmätare är en anordning som, när den är ansluten över två punkter på en elektrisk krets, mäter den potentiella skillnaden mellan de två punkterna. Galvanometrar kan användas för att göra voltmetrar. Nålen på en galvanometer rör sig som svar på nuvarande, men om vi känner till spolens resistans kan vi använda Ohms lag för att bestämma motsvarande potentialskillnad mellan en voltmätares båda ändar. Återigen kan vi ställa upp en skala bredvid nålen som läser värdena av potentiell skillnad som motsvarar nålens position.
En flytande oljegalvanometer används som analog voltmeter.
dock, inte alla voltmetrar är galvanometrar. Traditionellt hade de flesta voltmetrarna varit galvanometrar. Men idag används digitala voltmätare oftast. Dessa består av en analog-digital-omvandlare (ADC) som omvandlar vilken spänning som den mottar till ett motsvarande digitalt värde i voltmätarens krets. Värdet överförs till en display, där det bara visas på en skärm som ett nummer.
en galvanometer är en anordning som rör sig som svar på en elektrisk ström.
en voltmeter är en enhet som används för att mäta en potentiell skillnad (spänning) i elektriska kretsar.
en galvanometer kan kalibreras för att mäta ström såväl som spänning.
en voltmeter mäter alltid spänning.
galvanometrar används också för att styra ljusstrålar som svar på en ström.
voltmetrar används endast för mätning av spänning.
Image Courtesy:
"Diagram av D'Arsonval / Weston typ galvanometer." Av Fred Oyster (File: Galvanometer scheme.png) [CC BY-SA 3.0], via Wikipedia (Ändrad)
"En rörlig spolegalvanometer" av Wellcome Library, London (Biblioteksreferens: Museum nr 116/1957, Bildnummer: M0016397) [CC BY 4.0], via Wikipedia (Ändrad)
"Instrument-spänning-volt-meter-217276" av brudix (eget arbete) [CC0 1.0], via Pixabay