Immagine da Museo MITI https://www.istitutomontani.edu.it/museovirtuale/elettrodinamometro_del161/

Immagine da Liceo Scientifico Isacco Newton Roma

DESCRIZIONE

Questo tipo di strumento deriva dal galvanometro magnetoelettrico, dove, al posto delle espansioni polari di un magnete permanente, vi è una bobina fissa alimentata separatamente dalla bobina mobile, o vi sono due bobine fisse poste in serie e avvolte in modo tale da generare i poli nord e sud affacciati con al loro interno la bobina mobile.
Dunque, chiamata I_f la corrente che alimenta la bobina fissa (o le due bobine fisse) e I_m quella che percorre la bobina mobile, la coppia generata è C_m= k I_f I_m, dove k dipende dalla forma, dalle dimensioni e dalla posizione delle bobine.
La coppia antagonista può essere generata da una molla, come nel caso dell'esemplare antico della prima foto con una sola bobina fissa, e in questo strumento la bobina fissa e mobile sono in serie e dunque percorse dalla stessa corrente, o dai due pesi posti in basso e collegati all'ago indicatore, che ruota sullo stesso asse della bobina mobile, come nel caso dell'esemplare della seconda foto. In questo secondo caso i pesi sono regolati in modo tale che, in assenza di correnti, l'ago sia al centro della scala.
Il vantaggio dell'elettrodinamometro è che è adatto a misurare sia correnti continue sia correnti alternate, purché queste ultime siano della stessa frequenza. In questo caso la misura è semplice se le due correnti sono in fase; inoltre i valori delle correnti sono efficaci. Il valore efficace è il valore massimo diviso per la radice di 2: I_eff = $\frac{I_m}{\sqrt{2}}$.
Se lo sfasamento fra le due correnti è θ, allora la formula della coppia è: C_m= k I_f I_m cos θ.
È importante far notare che, con opportune variazioni sia circuitali sia meccaniche, sullo stesso principio si possono costruire amperometri, voltmetri e wattmetri elettrodinamici.
Il galvanometro elettrodinamico della seconda foto, costruito dalla Paravia, è un esemplare a due bobine fisse da porre in serie ed una mobile, con sei terminali per i collegamenti esterni. Esso dunque permette di studiare il funzionamento del galvanometro sia con le due bobine fisse (sempre poste in serie per avere i poli nord e sud affacciati all'interno) e quella mobile percorse dalla stessa corrente, sia con le bobine fisse percorse da I_f e quella mobile percorsa da I_m.
Descriviamo ora l'esemplare antico di galvanometro. Esso è stato progettato dalla Siemens (1877) e questo esemplare è stato costruito dalla ditta Ing. Santarelli Firenze.
Esso consiste essenzialmente in un avvolgimento a molte spire di rame, posto su un piano verticale, che fa capo a un morsetto e a un pozzetto con mercurio, e in una sola spira rettangolare di filo di rame, i cui estremi sono punte di acciaio, di cui una pesca nello stesso pozzetto del primo avvolgimento e l`altra in un altro pozzetto, che fa capo a un secondo morsetto.
Questa spira rettangolare circonda la bobina ed è sospesa, mediante un filo privo di torsione, al bottone che sovrasta il disco graduato.
La molla che circonda il filo mantiene la spira in un piano perpendicolare alla bobina e, in questa posizione di riposo e in assenza di correnti, l`ago deve indicare lo zero.
La spira e la bobina sono dunque collegate in serie e percorse dalla stessa corrente, ne consegue che quella mobile tende a disporsi parallelamente all`avvolgimento fisso, per allineare il proprio campo magnetico nella direzione del campo di quest`ultimo.
L`azione elettrodinamica produce una coppia proporzionale al quadrato della corrente.
La coppia antagonista è dovuta alla molla che porta la bobina mobile nella posizione di equilibrio. L`angolo così misurato è proporzionale al quadrato della corrente da misurare. Questo vale sia in C.C. sia in C.A. con l'avvertenza che in quest'ultimo caso il valore della I è efficace.

Bibliografia essenziale.
Per una spiegazione generale del tutto esauriente si consiglia: L. Olivieri ed E. Ravelli, Elettrotecnica Misure elettriche, Vol. III, CEDAM, Padova 1962, da pag. 111 a pag. 114.
Per una spiegazione del galvanometro antico si veda: G. Veroi, Corso di elettricità-Misure elettriche, Scuola d`applicazione d`artiglieria, Torino 1903, volume che si vede nella foto sotto.

Immagine da Museo MITI https://www.istitutomontani.edu.it/museovirtuale/elettrodinamometro_del161/