Kaip veikia ir veikia galvanometrai
Galvanometras yra elektrinis matavimo prietaisas su negraduota skale, pasižymintis dideliu jautrumu srovei ar įtampai. Galvanometrai plačiai naudojami kaip nuliniai indikatoriai, taip pat mažoms srovėms, įtampai ir elektros kiekiams matuoti, jei žinoma galvanometro konstanta.
Be magnetoelektrinių, yra ir kitų tipų galvanometrų, tokių kaip elektrostatiniai, vadinami elektrometrais. Tačiau jų naudojimas yra labai ribotas.
Pagrindinis galvanometrų reikalavimas yra didelis jautrumas, kuris daugiausia pasiekiamas sumažinus priešpriešinį momentą ir naudojant ilgo spindulio šviesos rodyklę.
Jie išsiskiria dizainu:
a) nešiojamieji galvanometrai (su įmontuota skale), kuriuose naudojami ir indikaciniai, ir šviesos indikatoriai;
b) veidrodiniai galvanometrai su atskira skale, kuriuos reikia stacionariai reguliuoti.
Nešiojamuose galvanometruose judanti dalis montuojama ant laidų, o veidrodiniuose galvanometruose - ant pakabos (1 pav.).Antruoju atveju srovės tiekimas į rėmo 1 apviją vykdomas naudojant pakabą 2 ir sriegį be sukimo momento 4. Rėmo sukimosi kampui matuoti naudojamas veidrodis 3, ant kurio šviečia yra apšviesta, fokusuojamas specialaus šviestuvo spindulys.
Ryžiai. 1. Galvanometro įtaisas ant pakabos
Tokios konstrukcijos veidrodinio galvanometro konstanta priklauso nuo atstumo tarp veidrodžio ir skalės. Sutarta išreikšti 1 m atstumui, pvz.: CAz = 1,2x 10-6-6 A. A • m / mm. Nešiojamiems galvanometrams pase nurodykite svarstyklių padalijimo kainą, pvz.: 1 padalijimas = 0,5 x 10
Jautriausi šiuolaikiniai veidrodiniai galvanometrai turi pastovią vertę iki 10-11 A-m / mm. Nešiojamiems galvanometrams konstanta yra apie 10-8 - 10-9 A / dal.
Galvanometrų standartas leidžia konstantai (arba skalės daliai) nukrypti nuo to, kas nurodyta pase ± 10%.
Svarbi galvanometro savybė yra rodyklės nulinės padėties pastovumas, kuris suprantamas kaip rodyklės negrįžimas į nulinę ženklą, kai ji sklandžiai juda nuo skalės galo žymės. Pagal šį parametrą galvanometrai skirstomi į nuolatinius iškrovimus. Žymėjimo metu galvanometro skalėje taikoma įprastinė pastovumo iškrovos rodyklė galvanometro rodyklės nulinėje padėtyje, kurią sudaro skaitinis pastovumo iškrovos žymėjimas deimantu.
Ryžiai. 2. Galvanometras
Daugelis galvanometrų suteikia magnetinį šuntą. Reguliuojant šunto padėtį ištraukta rankena, galima keisti magnetinės indukcijos reikšmę darbiniame tarpe.Tai pakeičia galvanometro konstantą ir daugybę kitų parametrų. Kaip reikalauja standartas, magnetinis šuntas turi keisti nuolatinę srovę ne mažiau kaip 3 kartus. Galvanometro pase ir jo žymėjime konstantos reikšmės nurodytos dviejose šunto galinėse padėtyse – pilnai įkištame ir visiškai ištrauktame.
Galvanometras turi turėti korektorių, kuris, sukdamasis apskritimu, perkelia rodyklę į vieną ar kitą nulio ženklo pusę. Galvanometruose su kilnojamąja pakabos dalimi turi būti užraktas (įtaisas judamosios dalies mechaniniam fiksavimui), kuris užsifiksuoja, pavyzdžiui, įrenginiui susidėvėjus.
Galvanometrai dėl didelio jautrumo turi būti apsaugoti nuo trukdžių, tad galvanometrai yra apsaugoti nuo mechaninių smūgių montuojant ant pagrindinių sienų ar specialių pagrindų, nuo nuotėkio srovių - elektrostatiniu ekranavimu ir kt.
Galvanometro judančios dalies judėjimo pobūdis, kai keičiasi išmatuota vertė, priklauso nuo jo slopinimo, kurį lemia išorinės grandinės varža. Patogumui dirbant su galvanometru ši varža parenkama arti vadinamosios išorinės kritinės varžos RK, nurodytos galvanometro pase. Jei galvanometras uždarytas iki išorinės kritinės varžos, tada rodyklė sklandžiai ir per minimalų laiką artėja prie pusiausvyros padėties, jos nekerta ir aplink ją nesvyruoja.
Balistinis galvanometras leidžia išmatuoti nedidelį elektros energijos kiekį (srovės impulsą), tekantį per trumpą laiką – sekundės dalis. Taigi balistinis galvanometras yra skirtas impulsų matavimams.Balistinio galvanometro teorija rodo, kad jei sutinkame su prielaida, kad judanti dalis pradeda judėti pasibaigus srovės impulsui judančio rėmo ritėje, tada grandinėje B tekančios elektros kiekis, proporcingas pirmajam maksimaliam nuokrypiui. rodyklės α1m, ty yra. Q = SatNS α1m, kur Cb yra galvanometro balistinė konstanta, išreikšta pakabukais per padalijimą.
Pažymėtina, kad Sb nelieka nepakitęs tam tikram galvanometrui, o priklauso nuo išorinės grandinės varžos, kurią paprastai reikia nustatyti atliekant matavimus eksperimentiniu būdu. Aukščiau pateikta prielaida įvykdoma, kuo tiksliau, tuo didesnis galvanometro judančios dalies inercijos momentas, taigi, tuo ilgesnis laisvųjų svyravimų laikotarpis To. Balistiniams galvanometrams T0 yra dešimtys sekundžių (įprastiems galvanometrams – sekundžių vienetai). Tai pasiekiama padidinus judančios galvanometro dalies inercijos momentą, naudojant papildomą disko formos dalį.