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Galvanometro e pinza amperometrica

Che cosa sono il galvanometro e la pinza amperometrica?

L’amperometro è uno strumento elettrico che consente di misurare l’intensità di corrente elettrica che scorre in un circuito. Per poterne effettuare la misurazione, l’amperometro deve essere inserito in serie al carico resistivo nel circuito. Esistono varie tipologie di amperometri qui trattiamo quello di tipo magnetoelettrico che sfrutta cioè il principio del galvanometro.

Galvanometro a bobina mobile

I galvanometri sono utilizzati per la realizzazione degli amperometri, cioè di quegli strumenti di misura diretta dell’intensità delle correnti elettriche. La corrente da misurare scorre attraverso una bobina che si trova tra le espansioni di un magnete e frequentemente all’interno della bobina si trova un nucleo cilindrico ferromagnetico.

Il campo magnetico uniforme che è presente tra le espansioni polari del magnete genera un momento magnetico sulla bobina facendola ruotare di un certo angolo. La bobina è inoltre collegata ad una molla di richiamo dotata di una costante elastica nota. L’idea è quella di verificare quale sia la relazione tra la corrente che scorre nella bobina e l’angolo di rotazione ed in base a quest’ultimo poter assegnare il corrispondente livello di intensità di corrente elettrica.

Galvanometro

Chiamiamo S l’area della bobina. Il momento torcente prodotto dal campo magnetico su di essa è pari al prodotto della corrente i che scorre attraverso le sue N spire, per l’area S, per l’intensità del campo magnetico B per il seno dell’angolo tra campo magnetico ed asse della bobina. Ponendo la bobina in modo che l’angolo tra campo ed asse sia 90 gradi, il campo determina una rotazione della bobina in modo tale che il suo piano si disponga perpendicolarmente al campo stesso.

La molla a cui è collegata allo stesso tempo la bobina esercita su di essa un momento elastico resistente pari al prodotto della costante elastica K della molla per l’angolo di rotazione α. Per cui uguagliando i due momenti si ottiene:

i ∙ S ∙ B ∙ N = K ∙ α

da cui si può ricavare il valore dell’intensità di corrente elettrica i in funzione dell’angolo di rotazione:

Intensità di corrente in un galvanometro

Dunque noti K, S e B la precedente relazione restituisce il valore di i a partire da questi dati noti. Collegando la bobina ad un ago che ruota su di una apposita scala graduata si può quindi misurare l’intensità di corrente elettrica attraverso la misurazione dell’angolo di rotazione della bobina essendo due grandezze direttamente proporzionali tra di loro.

Il galvanometro consente la misurazione di correnti dell’ordine di 10-6 – 10-8 A.

Pinza amperometrica

Un’alternativa all’utilizzo dell’amperometro è la pinza amperometrica che è uno strumento che non prevede il contatto elettrico con il cavo all’interno del quale scorre la corrente elettrica.

Esso è costituito appunto da una pinza all’interno del quale si fa passare il cavo. Lo strumento misura il campo magnetico generato dal filo percorso da corrente e ne restituisce il valore dell’intensità di corrente elettrica che lo sta generando.

Pinza amperometrica

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