Πώς λειτουργούν και λειτουργούν τα γαλβανόμετρα

Πώς λειτουργούν και λειτουργούν τα γαλβανόμετραΤο γαλβανόμετρο είναι ένα ηλεκτρικό όργανο μέτρησης με μη διαβαθμισμένη κλίμακα που έχει υψηλή ευαισθησία στο ρεύμα ή την τάση. Τα γαλβανόμετρα χρησιμοποιούνται ευρέως ως μηδενικοί δείκτες και επίσης για τη μέτρηση μικρών ρευμάτων, τάσεων και ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας εάν είναι γνωστή η σταθερά του γαλβανόμετρου.

Εκτός από τα μαγνητοηλεκτρικά, υπάρχουν και άλλα είδη γαλβανομέτρων, όπως τα ηλεκτροστατικά, που ονομάζονται ηλεκτρόμετρα. Ωστόσο, η χρήση τους είναι πολύ περιορισμένη.

Η κύρια απαίτηση για τα γαλβανόμετρα είναι η υψηλή ευαισθησία, η οποία επιτυγχάνεται κυρίως με τη μείωση της αντίστροφης ροπής και τη χρήση ενός φωτεινού δείκτη με μεγάλο μήκος δέσμης.

Διακρίνονται από το σχεδιασμό:

α) φορητά γαλβανόμετρα (με ενσωματωμένη κλίμακα) στα οποία χρησιμοποιούνται τόσο ενδεικτικές όσο και φωτεινές ενδείξεις·

β) γαλβανόμετρα καθρέφτη, με ξεχωριστή κλίμακα, που απαιτούν σταθερή ρύθμιση της στάθμης.

Στα φορητά γαλβανόμετρα, το κινητό μέρος είναι τοποθετημένο σε καλώδια και στα γαλβανόμετρα καθρέφτη - σε ανάρτηση (Εικ. 1).Στη δεύτερη περίπτωση, η παροχή ρεύματος στο τύλιγμα του πλαισίου 1 πραγματοποιείται μέσω μιας ανάρτησης 2 και ενός σπειρώματος χωρίς ροπή 4. Για τη μέτρηση της γωνίας περιστροφής του πλαισίου, χρησιμοποιείται ένας καθρέφτης 3, στον οποίο φωτίζεται φωτίζεται, εστιάζεται μια δέσμη από ειδικό φωτιστικό.

Συσκευή γαλβανόμετρου ανάρτησης

Ρύζι. 1. Η συσκευή του γαλβανόμετρου στην ανάρτηση

Η σταθερά ενός γαλβανόμετρου καθρέφτη αυτού του σχεδίου εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ του καθρέφτη και της ζυγαριάς. Συμφωνήθηκε να εκφραστεί για απόσταση 1 m, για παράδειγμα: CAz = 1,2x 10-6-6 A. A • m / mm. Για φορητά γαλβανόμετρα στο διαβατήριο, αναφέρετε την τιμή του τμήματος ζυγαριάς, για παράδειγμα: 1 τμήμα = 0,5 x 10

Τα πιο ευαίσθητα σύγχρονα γαλβανόμετρα καθρέφτη έχουν σταθερή τιμή έως και 10-11 A-m / mm. Για φορητά γαλβανόμετρα, η σταθερά είναι περίπου 10-8 — 10-9 A / div.

Το πρότυπο για τα γαλβανόμετρα επιτρέπει σε μια σταθερά (ή διαίρεση της κλίμακας) να αποκλίνει από αυτό που υποδεικνύεται στο διαβατήριο κατά ± 10%.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του γαλβανόμετρου είναι η σταθερότητα της μηδενικής θέσης του δείκτη, η οποία νοείται ως η μη επιστροφή του δείκτη στο σημείο μηδέν όταν μετακινείται ομαλά από την τελική ένδειξη της κλίμακας. Σύμφωνα με αυτή την παράμετρο, τα γαλβανόμετρα χωρίζονται σε σταθερές εκκενώσεις. Η συμβατική ένδειξη της εκφόρτισης μονιμότητας στη θέση μηδέν του δείκτη του γαλβανόμετρου, που αποτελείται από τον αριθμητικό προσδιορισμό της εκκένωσης μόνιμης χρήσης που περικλείεται σε ένα διαμάντι, εφαρμόζεται στην κλίμακα του γαλβανόμετρου κατά τη σήμανση.

Γαλβανόμετρο

Ρύζι. 2. Γαλβανόμετρο

Πολλά γαλβανόμετρα παρέχουν μια μαγνητική διακλάδωση. Προσαρμόζοντας τη θέση της διακλάδωσης χρησιμοποιώντας τη λαβή που βγαίνει προς τα έξω, είναι δυνατή η αλλαγή της τιμής της μαγνητικής επαγωγής στο διάκενο εργασίας.Αυτό αλλάζει τη σταθερά καθώς και μια σειρά από άλλες παραμέτρους του γαλβανόμετρου. Όπως απαιτείται από το πρότυπο, η μαγνητική διακλάδωση πρέπει να αλλάζει το συνεχές ρεύμα τουλάχιστον 3 φορές. Στο διαβατήριο του γαλβανόμετρου και στη σήμανση του, οι τιμές της σταθεράς υποδεικνύονται σε δύο ακραίες θέσεις του διακλαδωτή - πλήρως εισαγόμενο και πλήρως αποσυρμένο.

Το γαλβανόμετρο πρέπει να έχει έναν διορθωτή που μετακινεί τον δείκτη στη μία ή την άλλη πλευρά του σημείου μηδέν κατά τη διάρκεια της κυκλικής περιστροφής. Τα γαλβανόμετρα με κινητό τμήμα ανάρτησης πρέπει να είναι εξοπλισμένα με κλειδαριά (μια διάταξη για τη μηχανική στερέωση του κινητού τμήματος), η οποία ενεργοποιείται, για παράδειγμα, όταν η συσκευή είναι φθαρμένη.

Λόγω της υψηλής ευαισθησίας τους, τα γαλβανόμετρα πρέπει να προστατεύονται από παρεμβολές, επομένως τα γαλβανόμετρα προστατεύονται από μηχανικούς κραδασμούς τοποθετώντας τα σε κύριους τοίχους ή ειδικές βάσεις, από ρεύματα διαρροής — με ηλεκτροστατική θωράκιση κ.λπ.

Η φύση της κίνησης του κινούμενου τμήματος του γαλβανόμετρου όταν αλλάζει η μετρούμενη τιμή εξαρτάται από την απόσβεσή του, η οποία καθορίζεται από την αντίσταση του εξωτερικού κυκλώματος. Για ευκολία κατά την εργασία με ένα γαλβανόμετρο, αυτή η αντίσταση επιλέγεται κοντά στη λεγόμενη εξωτερική κρίσιμη αντίσταση RK που υποδεικνύεται στο διαβατήριο του γαλβανόμετρου. Εάν το γαλβανόμετρο είναι κλειστό σε μια εξωτερική κρίσιμη αντίσταση, τότε το βέλος ομαλά και σε ελάχιστο χρόνο πλησιάζει τη θέση ισορροπίας, δεν τη διασχίζει και δεν κυμαίνεται γύρω της.

Ένα βαλλιστικό γαλβανόμετρο σάς επιτρέπει να μετράτε μικρές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας (παλμός ρεύματος) που ρέει σε σύντομες χρονικές περιόδους — κλάσματα του δευτερολέπτου. Έτσι, το βαλλιστικό γαλβανόμετρο έχει σχεδιαστεί για μετρήσεις παλμών.Η θεωρία του βαλλιστικού γαλβανομέτρου δείχνει ότι εάν δεχθούμε την υπόθεση ότι το κινούμενο μέρος αρχίζει να κινείται μετά το τέλος του παλμού ρεύματος στο πηνίο του κινούμενου πλαισίου, τότε η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που ρέει στο κύκλωμα Β, ανάλογη με την πρώτη μέγιστη εκτροπή του δείκτη α1m, δηλαδή είναι. Q = SatNS α1m, όπου Cb είναι η βαλλιστική σταθερά του γαλβανόμετρου, εκφρασμένη σε μενταγιόν ανά διαίρεση.

Πρέπει να σημειωθεί ότι το Sb δεν παραμένει αμετάβλητο για ένα δεδομένο γαλβανόμετρο, αλλά εξαρτάται από την αντίσταση του εξωτερικού κυκλώματος, το οποίο συνήθως απαιτεί τον προσδιορισμό του στη διαδικασία των μετρήσεων πειραματικά. Η παραπάνω υπόθεση εκπληρώνεται όσο ακριβέστερα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ροπή αδράνειας του κινούμενου τμήματος του γαλβανόμετρου και, επομένως, τόσο μεγαλύτερη είναι η περίοδος των ελεύθερων ταλαντώσεων To. Για τα βαλλιστικά γαλβανόμετρα το T0 είναι δεκάδες δευτερόλεπτα (για τα συμβατικά γαλβανόμετρα — μονάδες δευτερολέπτων). Αυτό επιτυγχάνεται αυξάνοντας τη ροπή αδράνειας του κινούμενου τμήματος του γαλβανόμετρου με τη βοήθεια ενός πρόσθετου τμήματος σε μορφή δίσκου.

Χρήσιμο για ηλεκτρολόγο

Σας συμβουλεύουμε να διαβάσετε:

Γιατί το ηλεκτρικό ρεύμα είναι επικίνδυνο;