Um die Funktion des Dreheiseninstrumentes verstehen zu können, macht man den folgenden Modellversuch.
Aufbau und Durchführung
In eine Spule werden zwei gleichartige Weicheisenstäbe gelegt, wobei man einen davon (z.B. den Rechten) fixiert. Dann lässt man durch die Spule Strom fließen und kehrt auch die Richtung des Stroms um.
Beobachtung
Lässt man nun Strom durch die Spule fließen, so stoßen sich die beiden Stäbe ab. Ein Umkehren der Stromrichtung führt zum gleichen Ergebnis.
Erklärung
Im Magnetfeld der Spule werden die beiden Weicheisenstäbe gleichartig magnetisiert, es liegen sich also jeweils zwei gleichartige Pole gegenüber (z.B. beide Nordpole vorne). Daher kommt es zur Abstoßung.
Bei Umkehrung der Stromrichtung erfolgt die Magnetisierung umgekehrt (z.B. bei beiden Stäben Südpol vorne). Es kommt aber wieder zur Abstoßung der Stäbe.
Den oben gezeigten Effekt nutzt man nun zum Bau eines Messgerätes aus, das sowohl für Gleichstrom als auch für Wechselstrom geeignet ist. In der zweiten Bildergalerie siehst du zunächst ein ganz einfaches Modell.
Abb. 3 zeigt ein noch ein robusteres Modell.
Im Innern einer Spule befinden sich zwei Eisenbleche, von denen eines (hellblau) mit der Spule fest verbunden ist. Das andere Blech (rot) ist an die bewegliche Zeigerachse montiert. Beim Messen fließt durch die Spule ein Strom, der ein Magnetfeld aufbaut. Durch dieses Magnetfeld werden beide Bleche magnetisch, und stoßen sich ab. Je größer der Strom, umso stärker das Magnetfeld, umso stärker die abstoßende Kraft. Das bewegliche Eisenblech führt eine Drehbewegung aus. Das Rücktreibende Drehmoment wird wie beim Drehspulinstrument durch eine Spiralfeder bewirkt. In der Regel ist die Skala des Dreheiseninstrumentes nichtlinear.