• چگونه جریان باعث حرکت می‌شود؟

زمانی که جریان الکتریکی از سیم‌پیچ گالوانومتر عبور می‌کند، میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجاد می‌شود. این سیم‌پیچ که در میدان مغناطیسی قوی آهنربای دائمی قرار دارد، همانند یک آهنربای میله‌ای کوچک عمل می‌کند. بر اساس قوانین الکترومغناطیس، وقتی سیم‌پیچ حامل جریان در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر آن وارد می‌شود که باعث چرخش آن می‌گردد.

در گالوانومترهای لیزری، سیم‌پیچ به آینه‌ای کوچک متصل است که پرتو لیزر بر روی آن می‌تابد. با تغییر جهت آینه که ناشی از تغییر جریان عبوری از سیم‌پیچ است، مسیر پرتو لیزر نیز تغییر می‌کند. این مکانیزم به ما اجازه می‌دهد تا با کنترل دقیق جریان الکتریکی، پرتو لیزر را به سمت نقاط مختلف هدایت کنیم.

• نقش فنر بازگرداننده در تعادل

مشکل اصلی در طراحی گالوانومتر این است که پس از قطع جریان، سیم‌پیچ باید به موقعیت اولیه خود بازگردد. علاوه بر این، باید مکانیزمی وجود داشته باشد که حرکت سیم‌پیچ را محدود کند. فنرهای بازگرداننده این نقش حیاتی را ایفا می‌کنند.

در گالوانومترهای مدرن، معمولاً از دو فنر سیم‌پیچی استفاده می‌شود که به دو طرف سیم‌پیچ اصلی متصل هستند. یک انتهای این فنرها ثابت است و انتهای دیگر به سیم‌پیچ اصلی وصل می‌شود. هنگامی که جریان از سیم‌پیچ عبور می‌کند، گشتاوری بر آن وارد می‌شود که باعث چرخش آن می‌گردد. همزمان، فنرهای بازگرداننده گشتاوری در خلاف جهت چرخش ایجاد می‌کنند.

• تبدیل سیگنال به زاویه انحراف

در نقطه‌ای که گشتاور ناشی از میدان مغناطیسی و گشتاور مخالف ناشی از فنرها با یکدیگر برابر می‌شوند، سیم‌پیچ و آینه متصل به آن متوقف می‌شوند. این نقطه تعادل، زاویه انحراف نهایی را تعیین می‌کند.

رابطه بین جریان الکتریکی و زاویه انحراف خطی است؛ یعنی با دو برابر شدن جریان، زاویه انحراف نیز دو برابر می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود بتوانیم با دقت بالا، سیگنال‌های الکتریکی را به حرکت دقیق تبدیل کنیم.

برای افزایش حساسیت گالوانومتر، می‌توان از هسته‌های آهنی نرم استوانه‌ای در داخل سیم‌پیچ استفاده کرد که قدرت میدان مغناطیسی را افزایش می‌دهند. این امر به ویژه در کاربردهای لیزری که نیاز به دقت بالا دارند، بسیار مهم است.

مکانیزم گالوانومترهای لیزری مدرن، امکان هدایت سریع و دقیق پرتو لیزر را فراهم می‌کند تا عملیات حکاکی، برش و مارک‌زنی با دقت میکرومتری انجام شود.