Όταν ένα σημειακό ηλεκτρικό φορτίο, με συγκεκριμένη ταχύτητα, εκτοξεύεται σε μια περιοχή όπου υπάρχει μαγνητικό πεδίο, ανάλογα με από τον προσανατολισμό του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής, θα δούμε ότι το φορτίο υπόκειται σε μια μαγνητική δύναμη που ονομάζεται επίσης δύναμη Λόρεντς. Επομένως, όταν αυτό το φορτίο εκτοξεύεται σε ένα μαγνητικό πεδίο, μπορεί να υποθέσει διαφορετικούς τύπους κίνησης μέσα στο πεδίο, ανάλογα με την κατεύθυνση της ταχύτητάς του σε σχέση με το μαγνητικό πεδίο.
Αν κατά τύχη τοποθετήσουμε ένα ευθύγραμμο σύρμα αγωγού βυθισμένο σε μαγνητικό πεδίο, θα δούμε ότι και αυτό το σύρμα υπόκειται σε μαγνητική δύναμη. Αυτό που μπορούμε να δούμε από αυτή την αλληλεπίδραση είναι ότι η μαγνητική δύναμη που δρα σε έναν αγωγό που καλύπτεται από ηλεκτρικό ρεύμα, όταν τοποθετημένο σε μαγνητικό πεδίο, χρησιμοποιείται σε μια μεγάλη ποικιλία συσκευών όπως κινητήρες, αμπερόμετρα, βολτόμετρα και γαλβανόμετρα.
Οι περισσότεροι από τους ηλεκτρικούς κινητήρες που συναντάμε στην καθημερινή μας ζωή έχουν ως αρχή λειτουργίας την επίδραση της περιστροφής των δυνάμεων που δρουν στα πηνία που βρίσκονται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Βασικά, η αρχή των ηλεκτρικών κινητήρων αποτελείται από έναν αγωγό ορθογώνιου σχήματος που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν σταθερό άξονα.
Πολλές ηλεκτρικές συσκευές που κάνουν χρήση αυτής της αρχής λειτουργίας λειτουργούν στην πραγματικότητα ως ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές, όπως ο γαλβανόμετρο. Ένας ηλεκτρομαγνητικός μετρητής, ένα γαλβανόμετρο, λειτουργεί με βάση το φαινόμενο περιστροφής που προκαλούν τα μαγνητικά πεδία στα πηνία, μεταφέροντας ηλεκτρικό ρεύμα.
Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω ενός ηλεκτρομαγνήτη, ένα μαγνητικό πεδίο εμφανίζεται γύρω του, το οποίο αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τον μαγνήτη στην περιοχή. Η μαγνητική δύναμη που προκύπτει από αυτή την αλληλεπίδραση, μεταξύ του μαγνητικού πεδίου του μαγνήτη και του μαγνητικού πεδίου του ηλεκτρομαγνήτη, κινεί τον ηλεκτρομαγνήτη, ο οποίος είναι στερεωμένος σε έναν κινητό άξονα, ο οποίος τελικά μετατοπίζει τον δείκτη μαζί του.
Καθώς γνωρίζουμε ότι η μαγνητική δύναμη είναι ανάλογη με το ηλεκτρικό ρεύμα, μπορούμε να πούμε ότι όσο μεγαλύτερο είναι το ηλεκτρικό ρεύμα, τόσο περισσότερο θα περιστρέφεται ο δείκτης. Όταν ο ηλεκτρομαγνήτης περιστρέφεται, συμπιέζει ένα σπειροειδές ελατήριο, έτσι ο δείκτης σταθεροποιείται όταν ισορροπούν οι μαγνητικές και ελαστικές δυνάμεις. Το γαλβανόμετρο είναι μια πολύ ευαίσθητη ηλεκτρομαγνητική συσκευή μέτρησης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση ηλεκτρικών ρευμάτων χαμηλής έντασης.
Ο γαλβανόμετρο, όταν χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, πρέπει να έχει το καλώδιο στον ηλεκτρομαγνήτη συνδεδεμένο σε σειρά. Για να μετρηθεί η ηλεκτρική τάση σε ένα κύκλωμα, το γαλβανόμετρο πρέπει να συνδεθεί παράλληλα.
Του Domitiano Marques
Πτυχιούχος Φυσικής
