Galvanometers


 

 Questa pagina è dedicata agli strumenti denominati galvanometri.

Il principio di base di un galvanometro fu scoperto da Oersted nel 1819.

Un ago posto in un campo magnetico è soggetto a una coppia di forze il cui momento meccanico è strettamente legato all'intensità del campo.

Un ago sospeso mediante un filo di torsione al centro di una spira, o di più spire per moltiplicare l'effetto, il passaggio di una corrente elettrica genera che genera a sua volta un campo magnetico che fa ruotare l'ago in base alla forza del campo generato.

Su questo principio è basato il prototipo di galvanometro ad ago con moltiplicatore ideato da Schweigger nel 1820.

Seguirà poi il noto galvanometro di Leopoldo Nobile nell’ anno 1825, il primo strumento di uso pratico, utilizzato per decenni nei laboratori ( Faraday lo impiegò nei suoi esperimenti, 1832-1855), il galvanometro di Nobile aveva degli accorgimenti che lo rendevano uno strumento estremamente preciso ed immune dall’ influenza del campo magnetico terrestre.

 

  

Questi strumenti andarono ad adattarsi sempre di più alle esigenze del tempo, sino ad arrivare ai più evoluti galvanometri a specchio utilizzati nella telegrafia sub marina.

Nel 1860 W. Thomson (Lord Kelvin) introdusse il primo galvanometro a specchio per misurare l'isolamento dei cavi telegrafici, nel 1880 venne realizzato il galvanometro a circuito mobile con specchio, ideato da Deprez e D'Arsonval.

nel 1888 la Americana Weston Electrical Instruments Co. presentò i primi strumenti ad ago trasportabili e con lettura diretta a scala proporzionale, comunemente denominati "indicatori Weston".

Questi indicatori avevano il medesimo principio di funzionamento del galvanometro Deprez – D'Arsonval, con una novità, avevano la bobina imperneata mediante punte di acciaio su pietre dure.

Gli strumenti con bobina a sospensione gradualmente sparirono per cedere il passo a voltmetri, amperometri e wattmetri più sempre più compatti e funzionali.

 

In realtà in campo telegrafico non erano richiesti strumenti con una alta precisione di misura, la precisione era per il laboratori di fisica.

Il galvanometro in ambito telegrafico era stato introdotto come valido supporto per gli addetti telegrafici.

Con il galvanometro gli addetti potevano controllare lo stato della linea telegrafica prima di iniziare la trasmissione e monitorare l'andamento delle correnti durante il suo funzionamento.

 

31 March 2018. Up-date 

 

 



 

 

1) La Bussola telegrafica.  Italia - 1860 ~ 70

 

Cosiddetta bussola a 32 giri

La tipologia cui appartiene questo esemplare di galvanometro deve il nome al tipo di avvolgimento. 

L'oggetto si compone di una base di legno con impiallacciatura in mogano, due terminali di ottone, una chiave di contatto con pomello in bachelite ed un quadrante in ottone graduato con lo zero centrale, al suo interno troviamo un ago magnetico indicatore.  Sul bordo del quadrante vi è una vite che permette di bloccare l'ago quando lo strumento non è utilizzato.

Lo strumento vero e proprio si componeva di una scatola cilindrica interna e poteva essere ruotato rispetto alla scatola esterna di contenimento a forma quadrata, in questo modo l'operatore telegrafico riusciva ad annullare l’influenza del campo magnetico terrestre sull'ago.  Lo strumento inoltre non era sempre in lettura, per poter leggere il flusso delle correnti l'operatore abbassava il tasto frontale per chiudere il circuito e poter così effettuare la lettura. Una volta rilasciato il tasto, l'ago, grazie ad un sistema di bilanciamento ritornava automaticamente allo zero e al centro della scala. 

Questo strumento faceva parte della dotazione standard dei Regi uffici telegrafici italiani.

 

28 Febbraio 2018.

 

 

 

Bussola telegrafica_ Galileo Firenze 1
Bussola telegrafica Italiana
Bussola telegrafica_ Galileo Firenze Bussola telegrafica Italiana
bussola telegrafica - Off_Galileo Firenze 4 Bussola telegrafica Italiana
bussola telegrafica - Off_Galileo Firenze Bussola telegrafica Italiana, particolare del quadrante
Bussola telegrafica_ Galileo Firenze 3
Bussola telegrafica, particolare contatti di base
bussola telegrafica - Off_Galileo Firenze LOGO Bussola telegrafica, timbro Officine Galileo

  

2) Galvanometro a specchio Siemens & Halske  -  Germany 1881.

   tipo Deprez e D'Arsonval.

 

Il galvanometro di Deprez e D'Arsonval nasce nel 1881, il principio di funzionamento si rifà al syphon recorder di W. Thomson usato per la telegrafia sui cavi atlantici, presentano una innovazione fondamentale rispetto ai galvanometri in uso tra il 1850 e il 1880, (Nobili, Thompson) il magnete è fisso mentre la bobina è sospesa ad un filo dandogli mobilità.

Il suo circuito è frapposto all'interno di un potente campo magnetico avente la forma di un ferro di cavallo.

Le espansioni polari dei due terminali generano una distribuzione radiale delle linee di forza.

Il filo a cui è sospesa la bobina, sostiene lo specchio per le letture.

Questo specchio convoglia inoltre la corrente d'ingresso che esce attraverso un molla a spirale posta al di sotto della bobina a cui è sospeso il sistema.

Quando il circuito è percorso da corrente, l'azione del campo magnetico produce su di esso un momento che lo mette in rotazione. La rotazione dello specchio è proporzionale all'intensità della corrente che viene misurata.

Questo tipo di galvanometro, con bobina sospesa e lettura a specchio, veniva impiegato nella telegrafia Sub-marina al fine di misurare le correnti di debole intensità. 

 

 

Disegno del sistema di ricezione mediante l'uso del galvanometro a specchio di Thompson.
Disegno del sistema di ricezione mediante l'uso del galvanometro a specchio di Thompson.

 

Considerate le perdite dovute ai lunghi cavi transatlantici, l'unico sistema di interpretare i deboli segnali ricevuti era di far riflettere la luce proiettata dallo specchio del galvanometro su una stadia graduata orizzontale che permetteva all'operatore di leggere nelle variazioni rilevate per tramutarle in linee o punti del codice morse per poi ricomporre il messaggio finale.

Un lavoro non semplice, attribuito ai migliori telegrafisti dell'epoca. 

 

 

fonte immagine : http://www.cial.org.uk/wavy.htm
Esempio semplificato della variazione di segnale ricevuto dalle stazioni telegrafiche sub-marine. fonte immagine : http://www.cial.org.uk/wavy.htm

 

Il galvanometro di Deprez e D'Arsonval, grazie alla presenza di un potente magnete a forma di ferro di cavallo non veniva influenzato dell'effetto del magnetismo terrestre ed era immune da disturbi magnetici derivanti da forti correnti o dalla presenza di corpi ferrosi nelle vicinanze dello strumento.  Il galvanometri tipo Deprez-D'Arsonval ne esistono tre differenti tipi, le diverse  disposizioni sono state studiate per rendere lo strumento adatto alle diverse misurazioni, nel nostro caso quello nelle foto sottostanti è di tipo telegrafico, con bobina sospesa e lettura a specchio.

Il galvanometro Siemens & Halske era dotato di una doppia motorizzazione e di contenitori che permettevano di proteggere lo strumento di ricambio quando non utilizzato.

 

01 Aprile 2018.

 

 

Galvanometro D'Arsonval - Siemens Halske - top wieu
Galvanometer Siemens & Halske, model Deprez - D'Arsonval
Galvanometro D'Arsonval - Siemens Halske - terminal side
Galvanometer Siemens & Halske, front view with terminal and mirror.
Galvanometro D'Arsonval - Siemens Halske
Galvanometer Siemens & Halske, particular of rear side with spirit level.
Galvanometro D'Arsonval - Siemens Halske - vista laterale aperto con protezione
Galvanometer Siemens & Halske, seen from the side with spare measuring instrument and base with appropriate brass protection
Galvanometro D'Arsonval - Siemens Halske - particolare del vetrino di segnalazione
Galvanometer Siemens & Halske, detail of the measurement mirror and open motorization..
Galvanometro D'Arsonval - Siemens Halske - firma
Galvanometer Deprez - D'Arsonval type, detail firma Siemens & Halske.
Galvanometro D'Arsonval - Siemens Halske - aperto con protezione ins
Galvanometer Siemens & Halske, model Deprez - D'Arsonval - instrument full view complete with other replacement

 

 

3) Galvanometro differenziale o detector. Inghilterra  - 1920 ca

 

Strumento caratterizzato dalla tipica forma “gotica” della cassa in legno di mogano, questo galvanometro è di tipo differenziale.  Al suo interno contiene due magneti a ferro di cavallo ed un ago di forma “palmata” unito solidamente all'indicatore esterno di forma romboidale.

Lo strumento ha una solida e precisa costruzione, utilizzato principalmente per far riconoscere all'operatore telegrafico la presenza di una corrente nel circuito.

Questo galvanometro è chiamato “detector” (in Italiano scopritore), per via della sua funzione principale che consisteva prevalentemente nel rilevare non solo la presenza della corrente nel circuito, ma di definire il suo senso.

Sul quadrante a seconda del produttore, si poteva anche non trovare alcuna scala di misura e quando presente, assume solo una funzione indicativa. 

Questo strumento era utilizzato come dotazione standard nelle postazioni telegrafiche britanniche. 

 

06 Marzo 2018

 

 

GPO Galvanometer 01
Galvanometro differenziale GPO
GPO Galvanometer 02
Galvanometro GPO, particolare dei 4 terminali posteriori. La vite godronata in alto serve per sblocare la cassa di contenimento ed aprire lo strumento alla vista.
GPO Galvanometer 03
Galvanometro GPO, particolare del visore esterno e dei due magneti che suntano nella parte alta dello strumento.
GPO Galvanometer 04
Galvanometro GPO, strumento aperto, visto dal fianco
GPO Galvanometer Underbase
Galvanometro GPO, vista della base di appoggio, nel foro si intravedono la parte più bassa dei due magneti.

 

4) Galvanometro portatile Inglese W.G. PYE Co. - 1917

 

Questo galvanometro britannico a due portate, realizzato nel 1917 dalla Società W.G.PYE Co. , appartiene alla categoria dei galvanometri portatili in dotazione ai manutentori delle linee telegrafiche.

Le abbreviazioni Q e I, intarsiate nel mezzo dei terminali superiori dello strumento stanno a significare  “Quantità” e “Intensità”, distinguono rispettivamente l’avvolgimento a bassa resistenza (0,2 Ω) e quello ad alta resistenza (100 Ω).

Lo strumento serviva per effettuare rapide verifiche circa lo stato di carica delle batterie di alimentazione, nel ricercare eventuali interruzioni nelle linee, per distinguere i conduttori, ecc. Come gli altri strumenti visti sopra, lo strumento era stato concepito per consentire misure assolute di corrente, né per essere parte di installazioni fisse.

 

07 Marzo 2018

 

 

Galvanometro W_G_PYE Co - Partic Quadrante
Galvanometro detector portatile marca W.G.PYE
Galvanometro W_G_PYE Co - Rr wieu
Galvanometro detector portatile marca W.G.PYE, visione dell'interno.
Galvanometro W_G_PYE Co - Partic Quadrante
Galvanometro detector portatile marca W.G.PYE