Рассмотрим круговой проводник из N витков, прилегающих достаточно плотно друг к другу, расположенных вертикально в плоскости магнитного меридиана. В центре кругового проводника помещена магнитная стрелка, вращающаяся вокруг вертикальной оси. Если по катушке пропустить ток I, то возникает магнитное поле с напряженностью 
, направленное перпендикулярно к плоскости катушки. Таким образом, на стрелку будут действовать два перпендикулярных магнитных поля: магнитное поле Земли и магнитное поле кругового тока. Напряженности обоих полей взаимно перпендикулярны. На рис. 4 изображено сечение катушки горизонтальной плоскостью. Здесь - вектор напряженности поля, созданного круговым током, 
- горизонтальная составляющая магнитного поля Земли.
Стрелка установится по направлению равнодействующей 
, диагонали параллелограмма, сторонами которого будут вектор напряженности магнитного поля кругового тока и .
Из геометрии рис. 4 следует: 
. С другой стороны, напряженность магнитного поля в центре катушки тангенс - гальванометра равна 
, тогда:
.
Для данного места Земли и для данного прибора величина
,
является постоянной и называется постоянной тангенс - гальванометра, или:
,
можно увидеть, что постоянная С численно равна току, который протекает по виткам, когда угол отклонения стрелки равен 45°.
Горизонтальную составляющую магнитного поля Земли можно представить:
.
Таким образом, круговой проводник с магнитной стрелкой в центре может быть использован для измерения силы тока, текущего по цепи. Для этого необходимо выполнение следующего условия: магнитную стрелку следует брать очень малых размеров по сравнению с радиусами витков, так как формула для напряженности магнитного поля в центре кругового тока тангенс - гальванометра пригодна только для точки, находящейся в центре катушки. Прибор, основанный на вышеописанном принципе, носит название тангенс - гальванометра.
Тангенс - гальванометр, используемый в данной работе, состоит из катушки, укрепленной на корпусе макета и способной поворачиваться вокруг вертикальной оси. Катушка имеет радиус R = 15см и содержит N = 30 витков провода. В центре катушки расположена магнитная стрелка (компас).
На передней панели макета (рис. 5) находится стрелочный прибор миллиамперметр и клеммы «+, -». Элементами управления являются потенциометр «ТОК», тумблер «ПОЛЯРНОСТЬ».
Стрелочный прибор предназначен для измерения силы постоянного тока, протекающего через катушку тангенс – гальванометра. Потенциометр «ТОК», позволяет регулировать этот ток в пределах от 0 до некоторого значения. Тумблером «ПОЛЯРНОСТЬ», имеющим три фиксированных положения, производится переключение направления тока через катушку (два крайних положения 1 и 2). В среднем положении (выкл.) тумблера «ПОЛЯРНОСТЬ» цепь катушки оказывается разорванной, что исключает протекание тока через неё при любом положении потенциометра «ТОК». Через клеммы «+, -» производится подключение макета к внешнему источнику постоянного тока напряжением 5 В и током нагрузки до 500 мА.
