Kako rade i rade galvanometri
Galvanometar je električni mjerni instrument s negraduiranom skalom koji ima visoku osjetljivost na struju ili napon. Galvanometri se široko koriste kao nulti indikatori, a također i za mjerenje malih struja, napona i količina električne energije ako je poznata konstanta galvanometra.
Osim magnetoelektričnih, postoje i druge vrste galvanometara, poput elektrostatskih, koji se nazivaju elektrometri. Međutim, njihova je uporaba vrlo ograničena.
Glavni zahtjev za galvanometre je visoka osjetljivost, koja se uglavnom postiže smanjenjem protumomenta i korištenjem svjetlosne kazaljke s velikom duljinom snopa.
Razlikuju se po dizajnu:
(a) prijenosni galvanometri (s ugrađenom skalom) u kojima se koriste i pokazni i svjetlosni indikatori;
b) zrcalni galvanometri, s posebnom skalom, koji zahtijevaju stacionarno podešavanje razine.
U prijenosnim galvanometrima, pomični dio je montiran na žice, au zrcalnim galvanometrima - na ovjesu (slika 1).U drugom slučaju, opskrba strujom namota okvira 1 provodi se pomoću ovjesa 2 i navoja bez zakretnog momenta 4. Za mjerenje kuta rotacije okvira koristi se zrcalo 3, na kojem svjetlo osvijetljen, fokusira se zraka posebnog iluminatora.
Riža. 1. Uređaj galvanometra na ovjesu
Konstanta zrcalnog galvanometra ove izvedbe ovisi o udaljenosti između zrcala i ljestvice. Dogovoreno je da se za udaljenost od 1 m izrazi npr.: CAz = 1,2x 10-6-6 A. A • m / mm. Za prijenosne galvanometre u putovnici navedite cijenu podjele ljestvice, na primjer: 1 podjela = 0,5 x 10
Najosjetljiviji moderni zrcalni galvanometri imaju konstantnu vrijednost do 10-11 A-m / mm. Za prijenosne galvanometre konstanta je oko 10-8 — 10-9 A / div.
Standard za galvanometre dopušta da konstanta (ili podjela ljestvice) odstupa od onoga što je navedeno u putovnici za ± 10%.
Važna značajka galvanometra je postojanost nulte pozicije kazaljke, što se podrazumijeva kao nepovrat kazaljke na nultu oznaku kada se glatko pomiče od krajnje oznake ljestvice. Prema ovom parametru galvanometri se dijele na konstantna pražnjenja. Konvencionalna oznaka pražnjenja postojanosti na nultom položaju kazaljke galvanometra, koja se sastoji od numeričke oznake pražnjenja postojanosti zatvorene u dijamant, primjenjuje se na skali galvanometra prilikom označavanja.
Riža. 2. Galvanometar
Mnogi galvanometri daju magnetski shunt. Podešavanjem položaja šanta pomoću izvučene ručke moguće je promijeniti vrijednost magnetske indukcije u radnom rasporu.Time se mijenja konstanta kao i niz drugih parametara galvanometra. Kao što zahtijeva standard, magnetski shunt mora promijeniti istosmjernu struju najmanje 3 puta. U putovnici galvanometra iu njegovoj oznaci, vrijednosti konstante su naznačene u dva krajnja položaja šanta - potpuno umetnuta i potpuno izvučena.
Galvanometar mora imati korektor koji tijekom kružne rotacije pomiče kazaljku na jednu ili drugu stranu nulte oznake. Galvanometri s pomičnim ovjesnim dijelom moraju biti opremljeni bravom (uređaj za mehaničko učvršćivanje pomičnog dijela), koji se zabravljuje npr. kada je uređaj nošen.
Zbog svoje visoke osjetljivosti galvanometri moraju biti zaštićeni od smetnji, tako da se galvanometri štite od mehaničkih udara montažom na glavne zidove ili posebne podloge, od struja curenja — elektrostatičkim oklopom itd.
Priroda gibanja pokretnog dijela galvanometra pri promjeni izmjerene vrijednosti ovisi o njegovom prigušenju, koje je određeno otporom vanjskog kruga. Radi praktičnosti pri radu s galvanometrom, ovaj otpor je odabran blizu takozvanog vanjskog kritičnog otpora RK, navedenog u putovnici galvanometra. Ako je galvanometar zatvoren na vanjski kritični otpor, tada se strelica glatko i u minimalnom vremenu približava ravnotežnom položaju, ne prelazi ga i ne fluktuira oko njega.
Balistički galvanometar omogućuje vam mjerenje malih količina elektriciteta (strujnog pulsa) koji teče u kratkim vremenskim razdobljima — djelićima sekunde. Dakle, balistički galvanometar je dizajniran za mjerenje pulsa.Teorija balističkog galvanometra pokazuje da ako prihvatimo pretpostavku da se pokretni dio počinje gibati nakon završetka strujnog impulsa u zavojnici pokretnog okvira, tada količina elektriciteta koja teče u krugu B, proporcionalna prvom najvećem otklonu pokazivača α1m, tj. je. Q = SatNS α1m, gdje je Cb balistička konstanta galvanometra, izražena u pendantima po podjeli.
Treba napomenuti da Sb ne ostaje nepromijenjen za dati galvanometar, već ovisi o otporu vanjskog strujnog kruga, što obično zahtijeva njegovo određivanje u procesu mjerenja eksperimentalnim putem. Gornja pretpostavka je točnije ispunjena, što je moment tromosti pokretnog dijela galvanometra veći i, prema tome, što je duži period slobodnih oscilacija To. Za balističke galvanometre T0 su deseci sekundi (za konvencionalne galvanometre - jedinice sekundi). To se postiže povećanjem momenta tromosti pokretnog dijela galvanometra uz pomoć dodatnog dijela u obliku diska.