Visa källa för Strömvåg

[[Fil:Current scales.png|miniatyr|Principskiss av en strömvåg.]]
[[Fil:Ampere balance 1927.jpg|miniatyr|Strömvåg som användes av amerikanska [[National Bureau of Standards]] 1927. Notera spolarna (under bänken) som ersätter den högra vågskålen.]]
En '''strömvåg'''<ref>[https://hugepdf.com/downloadFile/hgskolan-i-kalmar-linneuniversitetet_pdf Laborationsinstruktion 3: Strömvåg], ({{pdf}}) Sid.5 Fysik B, Institutionen för datavetenskap, fysik och matematik, Linnéuniversitetet.</ref> är ett [[Elektromekanik|elektromekaniskt]] mätinstrument för att bestämma [[strömstyrka]] som i princip består av en [[analysvåg|balansvåg]] där man på ena sidan har en vanlig vågskål i vilken man placerar vikter och på den andra sidan har en strömgenomfluten elektrisk ledare i ett magnetfält.<ref>Glazebrook (1903) [https://archive.org/details/electricitymagne00glazrich/page/368-369 sid. 368-369].</ref> Hos precisionsinstrument utgörs såväl ledaren som magneten av [[spole|spolar]]. Vågen kan dock i praktiken utfomas på olika sätt.

Strömvågar har använts för att bestämma [[SI-enhet]]en [[ampere]]<ref>[https://www.nist.gov/si-redefinition/ampere-history Ampere:history] på [[NIST]].</ref> och en utveckling av strömvågen, [[kibblevåg]]en (tidigare wattvågen)<ref>[https://www.nist.gov/si-redefinition/kilogram-kibble-balance Kilogram: The Kibble Balance] på [[NIST]].</ref>, används sedan 20 maj 2019 för att bestämma SI-enheten [[kilogram]].<ref>Elizabeth Gibney, 2019, ''[https://www.nature.com/articles/d41586-019-01614-8 Physical kilogram is officially dead]'', ''Nature'', News 20 maj 2019.</ref><ref>Ian Robinson och Stephan Schlamminger, 2016, ''[https://www.researchgate.net/publication/308735982_The_watt_or_Kibble_balance_A_technique_for_implementing_the_new_SI_definition_of_the_unit_of_mass/fulltext/57ee265e08ae91deaa4f80b9/308735982_The_watt_or_Kibble_balance_A_technique_for_implementing_the_new_SI_definition_of_the_unit_of_mass.pdf?origin=publication_detail The watt or Kibble balance: A technique for implementing the new SI definition of the unit of mass]'' i ''Metrologia'' 53:5, sid. A46–A74.</ref>

==Kelvins strömvåg==
1887<ref name="wt">W. Thomson, 1887, ''New Electric Balances''. Ursprungligen publicerade i ''British Association Report 1887'' sid. 582-583 och ''Nature'' 29 sept 1887 [https://www.nature.com/articles/036522a0 sid. 522-524]. Joseph Larmor (ed.), 1911, ''Mathematical and physical papers by the right honourable Sir William Thomson Baron Kelvin.'', volym 5, Univerity Press, Cambridge, [https://archive.org/details/mathematicalphys05kelvuoft/page/460 sid. 460]. Se även ''On a New Composite Electric Balance'' (i ''Proceedings of the Philosophical Society of Glasgow'' vol 19 (1888) sid. 273-274) på [https://archive.org/details/mathematicalphys05kelvuoft/page/464 sid. 465-468], med figurer på [https://archive.org/details/mathematicalphys05kelvuoft/page/466 sid. 466-467].</ref> konstruerade [[Lord Kelvin|William Thomson]] (från 1899 Lord Kelvin) en ny typ av strömvåg (se bilderna nedan) som kom att bli den mest använda<ref>Glazebrook (1903) [https://archive.org/details/electricitymagne00glazrich/page/368 sid 369].</ref>. Den består av fyra fast monterade spolar (A<sub>1</sub>, A<sub>2</sub>, B<sub>1</sub> och B<sub>2</sub> i principskissen nedan). A<sub>1</sub> och A<sub>2</sub> är lindade på samma håll (i förhållande till strömriktningen genom dem) och ger ett magnetfält i samma riktning, medan B<sub>1</sub> och B<sub>2</sub> är lindade på andra hållet och därför ger ett magnetfält i motsatt riktning. Mellan dessa fyra spolar sitter två spolar, C<sub>1</sub> och C<sub>2</sub>, monterade på en (grön) vågbom. Dessa är lindade på varsitt håll och ger därför magnetfält som är motriktade varandra. I figuren attraheras sålunda den vänstra spolen C<sub>1</sub> av B<sub>1</sub> och repelleras av A<sub>1</sub>, medan den högra spolen C<sub>2</sub> attraheras av A<sub>2</sub> och repelleras av B<sub>2</sub>, vilket ger upphov till krafterna F<sub>1</sub> respektive F<sub>2</sub>. Alla sex spolarna är [[seriekoppling|seriekopplade]] så att samma ström flyter genom dem. På vågbommen sitter en (blå) skjutbar vikt (W) och när denna vikt placerats så att [[vridmoment]]et från dess [[tyngd]] (F<sub>3</sub>) motverkar vridmomenten från F<sub>1</sub> och F<sub>2</sub> är vågen i balans och vridmomentet från F<sub>1</sub>+F<sub>2</sub> kan beräknas. Skalan på vågen kan, såklart, graderas direkt i ampere, i stället för hur långt åt höger på bommen vikten skjutits (kvadraten på strömstyrkan är ju proportionell mot produkten av viktens massa och hur långt den flyttats<ref>Kraften mellan två parallella ledare är <math>F = \frac{l \cdot \mu_0 \cdot I_1 \cdot  I_2}{2 \pi \cdot r}</math> (se [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/wirfor.html Magnetic Force Between Wires] på HyperPhysics) och eftersom <math>I_1 = I_2 = I</math> så är alltså <math>F  = k_1 \cdot I^2</math>. Vridmomentet är proportionellt mot <math>F</math> och sålunda är <math>M = k_2 \cdot I^2</math>. Detta vridmoment (summerat över alla spolarna) är lika med det vridmoment som åstadkoms av vikten, som är lika med <math>M_\Sigma = F_3 \cdot d = m_W \cdot g \cdot d</math>, och sålunda är <math>I^2 = \frac{m_W \cdot g \cdot d}{\Sigma k_2} = k_3 \cdot m_W \cdot d</math>.</ref>) och genom att byta vikt kan vågens mätområde ändras.<ref>Glazebrook (1903) [https://archive.org/details/electricitymagne00glazrich/page/370 sid 371].</ref> Thomson lät tillverka sex olika dimensioner; den minsta för mätområdet 20 till 500 mA, medan den kraftigaste spände över 100 till 2500 A.<ref name="wt"/>

"Kelvinvågar" skall inte förväxlas med [[kelvinvåg]]or.
{|
|[[Fil:Kelvins våg.svg|miniatyr|Principskiss av Kelvins strömvåg.]]
|[[Fil:Lord Kelvins Ampere Balance.png|miniatyr|Bild på "kelvinvåg" ur [[Encyclopaedia Britannica]] 1911.]]
|[[Fil:1911 Britannica - Connexions of Kelvin Ampere Balance.png|miniatyr|"Kopplingsschema" för Kelvins våg ur Encyclopaedia Britannica 1911. (Endast ett av spolarnas varv har ritats ut).]]
|}

==Referenser och noter==
*[[Richard Glazebrook|R.T. Glazebrook]], 1903, ''[https://archive.org/details/electricitymagne00glazrich/page/n10 Electricity and magnetism. An elementary text-book, theoretical and practical]'', University Press, Cambridge, sid. [https://archive.org/details/electricitymagne00glazrich/page/368 368-370].
*Francis Briggs Silsbee, 1952, ''Extension and Dissemination of the Electrical and Magnetic Units by the National Bureau of Standards'' i ''Precision measurement and calibration: electricity and electronics'' (1961), National Bureau of Standards,[https://archive.org/details/precisionmeasure771boot/page/n67 sid. 57/2].
<references/>

==Se även==
*[[Galvanometer]]

==Externa länkar==
*[http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Electrical_Measurements/Current_Balance/Current_Balance.html Current Balance] på Kenyon College Department of Physics med foton på fyra "kelvinvågar".

[[Kategori:Elektricitet]]
[[Kategori:Mätinstrument]]