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Meyers Konversationslexikon

Autorenkollektiv, Verlag des Bibliographischen Instituts, Leipzig und Wien, Vierte Auflage, 1885-1892

Schlagworte auf dieser Seite: Galvanometer

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Galvanometer (für starke Ströme).

starken elektrischen Ströme zu messen und die elektrischen Größen womöglich unmittelbar in den vom Pariser Kongreß festgesetzten Einheiten (s. Elektrische Maßeinheiten) abzulesen. Marcel Deprez erreichte diese Zwecke durch folgende Konstruktion: Zwischen den Schenkeln eines sehr starken Hufeisenmagnets und in derselben Ebene mit ihnen ist der mit Leitungsdraht umwundene Galvanometerrahmen angebracht. Inmitten desselben ist eine Nadel aus weichem Eisen oder besser ein System von parallel aneinander gereihten eisernen Nadeln, welche durch den Magnet magnetisiert und gerichtet werden; die Wirkung des Erdmagnetismus ist durch den Stahlmagnet vollständig aufgehoben. Geht ein Strom durch die Windungen, so wird das bewegliche weiche Eisenstück abgelenkt, und ein mit dessen Achse in Verbindung stehender Zeiger gibt an einem Teilkreis die Größe der Ablenkung an. Da die Stromstärke den Ablenkungswinkeln nur dann proportional ist, wenn diese klein sind, so mußten, um diese Proportionalität zu wahren und dennoch eine deutliche Skala zu bekommen, die zulässigen kleinen Ablenkungswinkel mechanisch vergrößert werden. Dies wurde erreicht mittels einer auf der Achse der Eisenlamelle angebrachten Scheibe, welche durch eine feine, aber kräftige Schnur mit einer zweiten kleinern Scheibe in Verbindung steht. Die Schnur ist auf dem Umfang einer jeden Scheibe in einem Punkt befestigt, damit sie nicht gleiten kann. Die größere Scheibe hat einen Durchmesser von 30 mm, die kleinere von 6 mm. Der auf der Achse der letztern sitzende Zeiger zeigt also auf dem Teilkreis die Ablenkungswinkel fünfmal vergrößert. Ist der Rahmen mit nur wenigen Windungen eines dicken Kupferdrahts oder eines Kupferstreifens umwickelt, welcher einen geringen Widerstand (z. B. von 0,01 Ohm) darbietet, so kann man das G. in einen Stromkreis legen, ohne dessen Stromstärke merklich zu beeinflussen. Die Ablenkung ist alsdann dieser Stromstärke proportional und gibt dieselbe unmittelbar in Ampères an, wenn die Skala nach dieser Einheit graduiert ist. Das Instrument heißt in diesem Fall Ampèremeter. Versieht man dagegen den Rahmen mit zahlreichen Windungen eines dünnen Drahts, dessen Widerstand etwa 400 Ohms beträgt, so ist die Ablenkung, die eine Stromquelle von vergleichsweise geringem innern Widerstand hervorbringt, der elektromotorischen Kraft derselben oder dem Spannungsunterschied (der Potenzialdifferenz) an den zwei mit dem G. verbundenen Punkten des Stromkreises proportional, und man kann die elektromotorische Kraft oder Potenzialdifferenz, in Volts ausgedrückt, an der Skala ablesen, wenn diese in entsprechender Weise geeicht ist. Bei dieser Benutzung heißt der Apparat Voltmeter. Mann kann den dicken und den dünnen Draht auf denselben Rahmen wickeln und sodann ein und dasselbe Instrument zu beiderlei Art von Messungen benutzen. Eine geschickte Abänderung des Deprez-Galvanometers ist das Ampèremeter und Voltmeter von Deprez und Carpentier. Die abzulenkende Eisennadel befindet sich innerhalb einer Drahtspule, deren Achse mit den Schenkeln des Stahlmagnets in derselben Ebene liegt und, um größere Ausschläge zu ermöglichen, gegen die Verbindungslinie der Pole schräg gestellt ist. Das Instrument kann in jeder beliebigen Stellung benutzt werden und ist in eine runde Blechkapsel von 8-10 cm Durchmesser eingeschlossen; diesen geringen Dimensionen entsprechend, ist es leicht konstruiert. Es wird in zwei Ausführungen hergestellt, als Ampèremeter zum Messen von Stromstärken mit einer Spule aus kurzem, dickem Draht und als Voltmeter mit einer Spule aus sehr dünnem Draht. Auf demselben Prinzip beruhen die Instrumente von Ayrton und Perry, indem auch hier die Nadel dem Einfluß des Erdmagnetismus dadurch entzogen ist, daß sie sich im magnetischen Feld eines sehr kräftigen Stahlmagnets bewegt. Je nach der Bewickelung dient das Instrument als Ampèremeter (abgekürzt Ammeter) oder als Voltmeter. Ayrton und Perrys Ohmmeter ist von ähnlicher Form, nur daß statt eines permanenten Magnets ein Elektromagnet mit Windungen von 400 Ohms Widerstand benutzt wird, zwischen dessen Polen sich der Galvanometerrahmen befindet. Die Ablenkung der Nadel mißt das Verhältnis der Stromstärken in den beiden Bewickelungen; da aber der Strom in der 400-Ohmspule der Potenzialdifferenz an den Enden des eingeschalteten Stromkreises proportional ist, so gibt die Nadelablenkung das Verhältnis der Potenzialdifferenz (elektromotorischen Kraft) zur Stromstärke oder, dem Ohmschen Gesetz zufolge, den Widerstand des eingeschalteten Teils des Stromkreises an.

Das bussolenförmige G. von Hipp in Neuchâtel ist dadurch zur Messung starker Ströme geschickt gemacht, daß der Strom nicht in einfacher Linie, sondern hin und zurück in Form einer Schleife an der Nadel vorbeigeführt wird, wodurch man es in der Hand hat, die Stromwirkung auf das geeignete Maß abzuschwächen.

Das Torsionsgalvanometer von Siemens u. Halske ist ebenfalls für die Maschinenpraxis bestimmt und dient zum Messen von Spannungen (Potenzialdifferenzen). Dasselbe besteht aus einem an Spiralfeder (Torsionsfeder) und Faden aufgehängten Magnet (Glockenmagnet), auf welchen zwei Stromrollen wirken. Durch Drehung des oben befindlichen Torsionskopfes wird der abgelenkte Magnet wieder in die Ruhelage zurückgeführt. Der hierzu erforderliche Drehungswinkel, welcher mittels eines am Torsionskopf angebrachten Zeigers an einem Teilkreis abgelesen werden kann, gibt ein Maß für die ablenkende Kraft. Diese aber ist wegen des großen Widerstandes der Stromrollen der Spannungsdifferenz an den zwei mit dem G. verbundenen Punkten des Stromkreises proportional. Die Einrichtung ist so getroffen, daß ein Torsionswinkel von etwa 15° einer Spannungsdifferenz von 1 Volt entspricht. Durch einen Stöpsel läßt sich ein unter dem Instrument angebrachter Widerstand ausschalten, wodurch die Empfindlichkeit genau auf das Zehnfache gesteigert wird, so daß sich mit dem Torsionsgalvanometer Spannungsdifferenzen von 0,01-10 Volts messen lassen; das Instrument ist demnach ein Voltmeter. Vgl. auch Elektrodynamometer. Das Universalgalvanometer von Siemens ist eine Verbindung eines gewöhnlichen Galvanometers mit einer Wheatstoneschen Brücke, welche sowohl zur Messung von Stromstärken als auch von Widerständen und elektro-^[folgende Seite]

^[Abb.: Fig. 5. Spiegelgalvanometer.]