Cum funcționează și funcționează galvanometrele
Un galvanometru este un instrument electric de măsurare cu o scară negradată, care are o sensibilitate ridicată la curent sau tensiune. Galvanometrele sunt utilizate pe scară largă ca indicatori de zero și, de asemenea, pentru măsurarea curenților mici, tensiunilor și cantităților de electricitate dacă este cunoscută constanta galvanometrului.
Pe lângă magnetoelectrice, există și alte tipuri de galvanometre, precum electrostatice, numite electrometre. Cu toate acestea, utilizarea lor este foarte limitată.
Principala cerință pentru galvanometre este sensibilitatea ridicată, care se realizează în principal prin reducerea momentului contrar și utilizarea unui indicator luminos cu o lungime mare a fasciculului.
Ele se disting prin design:
(a) galvanometre portabile (cu cântar încorporat) în care sunt utilizate atât indicatoare, cât și indicatoare luminoase;
b) galvanometre cu oglindă, cu scară separată, care necesită reglare staționară a nivelului.
În galvanometrele portabile, partea mobilă este montată pe fire, iar în galvanometrele cu oglindă - pe o suspensie (Fig. 1).În cel de-al doilea caz, alimentarea cu curent a înfășurării cadrului 1 se realizează cu ajutorul unei suspensii 2 și a unui filet fără cuplu 4. Pentru a măsura unghiul de rotație al cadrului, se folosește o oglindă 3, pe care lumină. este iluminat, un fascicul de la un iluminator special este focalizat.
Orez. 1. Dispozitivul galvanometrului pe suspensie
Constanta unui galvanometru oglindă de acest design depinde de distanța dintre oglindă și scară. S-a convenit să se exprime pentru o distanță de 1 m, de exemplu: CAz = 1,2x 10-6-6 A. A • m / mm. Pentru galvanometrele portabile din pașaport, indicați prețul diviziunii cântare, de exemplu: 1 diviziune = 0,5 x 10
Cele mai sensibile galvanometre moderne cu oglindă au o valoare constantă de până la 10-11 A-m / mm. Pentru galvanometrele portabile, constanta este de aproximativ 10-8 — 10-9 A / div.
Standardul pentru galvanometre permite unei constante (sau diviziune a scalei) să se abate de la ceea ce este indicat în pașaport cu ± 10%.
O caracteristică importantă a galvanometrului este constanța poziției zero a indicatorului, care este înțeleasă ca nereturnarea indicatorului la marcajul zero atunci când acesta se mișcă fără probleme de la marcajul final al scalei. Conform acestui parametru, galvanometrele sunt împărțite în descărcări constante. Indicația convențională a descărcării de permanență la poziția zero a indicatorului galvanometrului, constând în desemnarea numerică a descărcării de permanență închisă într-un diamant, se aplică la scara galvanometrului la marcare.
Orez. 2. Galvanometru
Multe galvanometre oferă un șunt magnetic. Prin reglarea poziției șuntului folosind mânerul scos, este posibilă modificarea valorii inducției magnetice în spațiul de lucru.Aceasta modifică constanta, precum și o serie de alți parametri ai galvanometrului. Conform cerințelor standardului, șuntul magnetic trebuie să schimbe curentul continuu de cel puțin 3 ori. În pașaportul galvanometrului și în marcarea acestuia, valorile constantei sunt indicate în două poziții finale ale șuntului - complet introdus și complet retras.
Galvanometrul trebuie să aibă un corector care să deplaseze indicatorul într-o parte sau cealaltă a marcajului zero în timpul rotației circulare. Galvanometrele cu o parte mobilă de suspensie trebuie să fie echipate cu un încuietor (un dispozitiv pentru fixarea mecanică a părții mobile), care este cuplat, de exemplu, atunci când dispozitivul este uzat.
Datorită sensibilității lor ridicate, galvanometrele trebuie protejate de interferențe.Așadar, galvanometrele sunt protejate de șocuri mecanice prin montarea lor pe pereții principali sau pe baze speciale, de curenții de scurgere — prin ecranare electrostatică etc.
Natura mișcării părții mobile a galvanometrului atunci când valoarea măsurată se modifică depinde de amortizarea acesteia, care este determinată de rezistența circuitului extern. Pentru comoditate atunci când lucrați cu un galvanometru, această rezistență este aleasă aproape de așa-numita rezistență critică externă RKindicată în pașaportul galvanometrului. Dacă galvanometrul este închis la o rezistență critică externă, atunci săgeata se apropie lin și într-un timp minim de poziția de echilibru, nu o traversează și nu fluctuează în jurul ei.
Un galvanometru balistic vă permite să măsurați cantități mici de electricitate (impuls de curent) care curge pe perioade scurte de timp - fracțiuni de secundă. Astfel, galvanometrul balistic este proiectat pentru măsurători de puls.Teoria galvanometrului balistic arată că dacă acceptăm ipoteza că partea mobilă începe să se miște după sfârșitul impulsului de curent în bobina cadrului în mișcare, atunci cantitatea de electricitate care curge în circuitul B, proporțională cu prima deviație maximă. a indicatorului α1m, adică este. Q = SatNS α1m, unde Cb este constanta balistică a galvanometrului, exprimată în pandantive pe diviziune.
Trebuie remarcat faptul că Sb nu rămâne neschimbat pentru un anumit galvanometru, ci depinde de rezistența circuitului extern, care necesită de obicei determinarea acestuia în procesul de măsurători experimental. Ipoteza de mai sus este îndeplinită cu cât mai precis, cu atât este mai mare momentul de inerție al părții mobile a galvanometrului și, prin urmare, cu atât perioada de oscilații libere To este mai lungă. Pentru galvanometrele balistice T0 este de zeci de secunde (pentru galvanometrele convenționale — unități de secunde). Acest lucru se realizează prin creșterea momentului de inerție al părții mobile a galvanometrului cu ajutorul unei piese suplimentare sub formă de disc.