STRUMENTI DI MISURA

Quando si  realizza un progetto o si conduce un esperimento, ci serviamo di alcuni strumenti di misura e controllo, più o meno frequentemente anche se non sempre ne conosciamo il principio di funzionamento, la reale composizione circuitale, i limiti di impiego;  
In queste pagine sarà trattato un argomento di importanza fondamentale che ci obbligherà a richiamare alla memoria alcuni concetti di elettrologia, prima di arrivare alla descrizione più intima e precisa di quel componente che, a giusta ragione, è ritenuto il cuore di tanti strumenti di misura: il galvanometro.

Per comprendere il principio di funzionamento di un galvanometro e, più in generale, quello di uno strumento di misura, occorre muovere qualche passo all'indietro, per richiamare alla mente quei concetti di elettromagnetismo che regolano i fenomeni di mutua induzione. Quando si avvicina un ago magnetico, liberamente sospeso, ad un filo conduttore percorso da corrente, l'ago si dispone sempre nella direzione perpendicolare al conduttore. E ciò dimostra che un conduttore rettilineo, percorso da corrente, genera nello spazio un campo magnetico che potrebbe essere chiaramente rilevato cospargendo un po' di limatura di ferro su un cartoncino infilato nel conduttore di corrente e sistemato in posizione perpendicolare ad esso. In particolare, si potrebbe osservare che il campo magnetico è formato da tante linee di forza circolari e concentriche con il conduttore.

Tali osservazioni conducono alla conclusione che ogni conduttore elettrico percorso da corrente si contorna di un campo magnetico, il quale compare appena inizia il flusso di corrente e scompare appena la corrente si estingue.

Sono note a tutti le azioni magnetiche esercitate da una calamita su un pezzetto di ferro dolce o su altra calamita. Queste azioni, che sono provocate dalle forze magnetiche, danno luogo a spostamenti diversi fra elementi ferromagnetici posti a contatto. Ebbene, questo stesso tipo di spostamenti si può ottenere anche quando, in sostituzione di due magneti permanenti, si utilizzano un magnete permanente e un filo conduttore percorso da corrente. E ciò sta a dimostrare che tra la corrente elettrica e il magnetismo esiste uno stretto legame. Ma per ottenere un movimento meccanico abbastanza apprezzabile, è necessario moltiplicare l'entità del campo magnetico generato dal filo percorso da corrente, servendosi di un avvolgimento composto da diverse spire. E questo avvolgimento, che deve essere effettuato su un telaio di materiale leggerissimo, rappresenta quella che negli strumenti ad indice viene chiamata la «bobina mobile».        Nei galvanometri, la bobina mobile viene appesa a due punti fissi verticali con un solo filo sopra ed uno sotto. In questo modo, la resistenza al movimento della bobina mobile dipende soltanto dalla tensione del filo sottile di sospensione. Nella maggior parte degli strumenti di tipo commerciale, di uso comune, la bobina mobile, anziché essere sospesa tramite fili, è imperniata su due pietre dure, che possono essere zaffiri, rubini o diamanti industriali. La coppia resistente, invece, viene realizzata tramite una molla elicoidale, denominata "molla antagonista", alla quale spetta pure il compito di inviare la corrente elettrica dalla sorgente alla bobina mobile.