Kā galvanometri darbojas un darbojas
Galvanometrs ir elektrisks mērinstruments ar negradētu skalu, kam ir augsta jutība pret strāvu vai spriegumu. Galvanometrus plaši izmanto kā nulles indikatorus, kā arī nelielu strāvu, spriegumu un elektroenerģijas daudzumu mērīšanai, ja ir zināma galvanometra konstante.
Papildus magnetoelektriskajiem ir arī citi galvanometru veidi, piemēram, elektrostatiskie, ko sauc par elektrometriem. Tomēr to izmantošana ir ļoti ierobežota.
Galvenā prasība galvanometriem ir augsta jutība, ko galvenokārt panāk, samazinot pretmomentu un izmantojot gaismas rādītāju ar garu staru kūļa garumu.
Tie atšķiras pēc dizaina:
a) pārnēsājamie galvanometri (ar iebūvētu skalu), kuros izmanto gan indikācijas, gan gaismas indikatorus;
b) spoguļgalvanometri, ar atsevišķu skalu, kuriem nepieciešama stacionāra līmeņa regulēšana.
Pārnēsājamajos galvanometros kustīgā daļa ir uzstādīta uz vadiem, bet spoguļgalvanometros - uz balstiekārtas (1. att.).Otrajā gadījumā strāvas padeve rāmja 1 tinumam tiek veikta, izmantojot balstiekārtu 2 un vītni bez griezes momenta 4. Rāmja griešanās leņķa mērīšanai tiek izmantots spogulis 3, uz kura gaisma. tiek izgaismots, tiek fokusēts speciāla apgaismotāja stars.
Rīsi. 1. Galvanometra ierīce uz balstiekārtas
Šāda dizaina spoguļa galvanometra konstante ir atkarīga no attāluma starp spoguli un skalu. Tika norunāts izteikt 1 m attālumā, piemēram: CAz = 1,2x 10-6-6 A. A • m / mm. Pārnēsājamiem galvanometriem pasē norādiet skalas dalījuma cenu, piemēram: 1 iedalījums = 0,5 x 10
Visjutīgākajiem mūsdienu spoguļgalvanometriem ir nemainīga vērtība līdz 10-11 A-m / mm. Pārnēsājamiem galvanometriem konstante ir aptuveni 10-8 - 10-9 A / div.
Galvanometru standarts ļauj konstantei (vai skalas dalījumam) novirzīties no pasē norādītā par ± 10%.
Svarīga galvanometra iezīme ir rādītāja nulles pozīcijas noturība, kas tiek saprasta kā rādītāja neatgriešanās pie nulles atzīmes, kad tas vienmērīgi pārvietojas no skalas gala atzīmes. Saskaņā ar šo parametru galvanometrus iedala pastāvīgās izlādes. Atzīmējot galvanometra skalu, tiek izmantota parastā noturības izlādes norāde galvanometra rādītāja nulles pozīcijā, kas sastāv no rombā ietverta noturības izlādes skaitliskā apzīmējuma.
Rīsi. 2. Galvanometrs
Daudzi galvanometri nodrošina magnētisko šuntu. Regulējot šunta stāvokli, izmantojot izvilkto rokturi, ir iespējams mainīt magnētiskās indukcijas vērtību darba spraugā.Tas maina galvanometra konstantu, kā arī vairākus citus parametrus. Atbilstoši standarta prasībām magnētiskajam šuntam ir jāmaina līdzstrāva vismaz 3 reizes. Galvanometra pasē un tā marķējumā konstantes vērtības ir norādītas divos šunta gala pozīcijās - pilnībā ievietotā un pilnībā izņemtā.
Galvanometram jābūt ar korektoru, kas apļveida rotācijas laikā pārvieto rādītāju uz vienu vai otru nulles atzīmes pusi. Galvanometriem ar kustīgu piekares daļu jābūt aprīkotiem ar slēdzeni (ierīci kustīgās daļas mehāniskai fiksēšanai), kas noslēdzas, piemēram, kad ierīce ir nolietota.
Galvanometri augstās jutības dēļ ir jāaizsargā no traucējumiem.Tātad galvanometrus no mehāniskiem triecieniem pasargā, montējot uz galvenajām sienām vai speciālām pamatnēm, no noplūdes strāvām — ar elektrostatisko ekranējumu u.c.
Galvanometra kustīgās daļas kustības raksturs, mainoties izmērītajai vērtībai, ir atkarīgs no tā slāpēšanas, ko nosaka ārējās ķēdes pretestība. Ērtības labad, strādājot ar galvanometru, šī pretestība ir izvēlēta tuvu tā sauktajai ārējai kritiskajai pretestībai RK, kas norādīta galvanometra pasē. Ja galvanometrs ir aizvērts pret ārēju kritisko pretestību, tad bultiņa vienmērīgi un minimālā laikā tuvojas līdzsvara stāvoklim, to nešķērso un ap to nesvārstās.
Ballistiskais galvanometrs ļauj izmērīt nelielu elektrības daudzumu (strāvas impulsu), kas plūst īsā laika periodā — sekundes daļās. Tādējādi ballistiskais galvanometrs ir paredzēts impulsu mērījumiem.Ballistiskā galvanometra teorija parāda, ka, ja pieņemam pieņēmumu, ka kustīgā daļa sāk kustēties pēc strāvas impulsa beigām kustīgā rāmja spolē, tad ķēdē B plūstošais elektrības daudzums, proporcionāls pirmajai maksimālajai novirzei. no rādītāja α1m, t.i., ir. Q = SatNS α1m, kur Cb ir galvanometra ballistiskā konstante, kas izteikta kulonos uz iedalījumu.
Jāņem vērā, ka Sb konkrētajam galvanometram nepaliek nemainīgs, bet ir atkarīgs no ārējās ķēdes pretestības, kas parasti ir jānosaka mērījumu procesā eksperimentāli. Iepriekš minētais pieņēmums piepildās, jo precīzāk, jo lielāks ir galvanometra kustīgās daļas inerces moments un līdz ar to, jo ilgāks ir brīvo svārstību periods To. Ballistiskajiem galvanometriem T0 ir desmitiem sekunžu (parastajiem galvanometriem — sekunžu mērvienības). Tas tiek panākts, palielinot galvanometra kustīgās daļas inerces momentu ar papildu daļas palīdzību diska formā.