Kako delujejo in delujejo galvanometri
Galvanometer je električni merilni instrument z negraduirano skalo, ki ima visoko občutljivost na tok ali napetost. Galvanometri se pogosto uporabljajo kot ničelni indikatorji in tudi za merjenje majhnih tokov, napetosti in količin električne energije, če je znana konstanta galvanometra.
Poleg magnetoelektričnih obstajajo tudi druge vrste galvanometrov, na primer elektrostatični, imenovani elektrometri. Vendar je njihova uporaba zelo omejena.
Glavna zahteva za galvanometre je visoka občutljivost, ki se doseže predvsem z zmanjšanjem nasprotnega momenta in uporabo svetlobnega kazalca z dolgo dolžino žarka.
Odlikuje jih dizajn:
(a) prenosni galvanometri (z vgrajeno lestvico), v katerih se uporabljajo tako kazalni kot svetlobni indikatorji;
b) zrcalni galvanometri z ločeno skalo, ki zahtevajo stacionarno nastavitev nivoja.
V prenosnih galvanometrih je premični del nameščen na žicah, v zrcalnih galvanometrih pa na vzmetenju (slika 1).V drugem primeru se dovod toka v navitje okvirja 1 izvede s pomočjo vzmetenja 2 in navoja brez vrtilnega momenta 4. Za merjenje kota vrtenja okvirja se uporablja ogledalo 3, na katerem se osvetli je osvetljen, žarek iz posebnega osvetljevalca se fokusira.
riž. 1. Naprava galvanometra na vzmetenju
Konstanta zrcalnega galvanometra te izvedbe je odvisna od razdalje med zrcalom in skalo. Dogovorjeno je bilo, da se za razdaljo 1 m izrazi na primer: CAz = 1,2x 10-6-6 A. A • m / mm. Za prenosne galvanometre v potnem listu navedite ceno delitve lestvice, na primer: 1 delitev = 0,5 x 10
Najbolj občutljivi sodobni zrcalni galvanometri imajo konstantno vrednost do 10-11 A-m / mm. Za prenosne galvanometre je konstanta približno 10-8 - 10-9 A / div.
Standard za galvanometre dovoljuje, da konstanta (ali delitev lestvice) odstopa od tistega, kar je navedeno v potnem listu, za ± 10%.
Pomembna značilnost galvanometra je konstantnost ničelnega položaja kazalca, kar razumemo kot nevrnitev kazalca na ničelno oznako, ko se gladko premika od končne oznake lestvice. Glede na ta parameter so galvanometri razdeljeni na konstantne razelektritve. Pri označevanju se na skali galvanometra pri označevanju uporablja običajna indikacija praznjenja obstojnosti na ničelnem položaju kazalca galvanometra, ki je sestavljena iz številčne oznake razelektritve obstojnosti, obdane z diamantom.
riž. 2. Galvanometer
Mnogi galvanometri zagotavljajo magnetni šant. S prilagajanjem položaja šanta z izvlečenim ročajem je mogoče spremeniti vrednost magnetne indukcije v delovni reži.S tem se spremeni konstanta kot tudi vrsta drugih parametrov galvanometra. Kot zahteva standard, mora magnetni shunt spremeniti enosmerni tok vsaj 3-krat. V potnem listu galvanometra in v njegovi oznaki so vrednosti konstante navedene v dveh končnih položajih šanta - popolnoma vstavljen in popolnoma izvlečen.
Galvanometer mora imeti korektor, ki med krožnim vrtenjem premika kazalec na eno ali drugo stran ničelne oznake. Galvanometri s premičnim visečim delom morajo biti opremljeni z zaklepom (naprava za mehansko pritrditev premičnega dela), ki se zaskoči npr., ko je naprava obrabljena.
Zaradi visoke občutljivosti je treba galvanometre zaščititi pred motnjami, tako da so galvanometri zaščiteni pred mehanskimi udarci z namestitvijo na glavne stene ali posebne podlage, pred uhajalnimi tokovi - z elektrostatično zaščito itd.
Narava gibanja gibljivega dela galvanometra pri spremembi izmerjene vrednosti je odvisna od njegovega dušenja, ki ga določa upor zunanjega tokokroga. Za udobje pri delu z galvanometrom je ta upor izbran blizu tako imenovanega zunanjega kritičnega upora R, ki je naveden v potnem listu galvanometra. Če je galvanometer zaprt na zunanji kritični upor, se puščica gladko in v najkrajšem času približa ravnotežnemu položaju, ga ne prečka in ne niha okoli njega.
Balistični galvanometer vam omogoča merjenje majhnih količin električne energije (trenutni impulz), ki teče v kratkih časovnih obdobjih – delčkih sekunde. Tako je balistični galvanometer zasnovan za merjenje impulza.Teorija balističnega galvanometra kaže, da če sprejmemo predpostavko, da se gibljivi del začne premikati po koncu tokovnega impulza v tuljavi gibljivega okvirja, potem količina elektrike, ki teče v tokokrogu B, sorazmerna s prvim največjim odklonom kazalca α1m, tj. Q = SatNS α1m, kjer je Cb balistična konstanta galvanometra, izražena v pendantih na delitev.
Opozoriti je treba, da Sb za določen galvanometer ne ostane nespremenjen, ampak je odvisen od upora zunanjega tokokroga, kar običajno zahteva njegovo določitev v procesu meritev eksperimentalno. Zgornja predpostavka je izpolnjena tem natančneje, čim večji je vztrajnostni moment gibljivega dela galvanometra in s tem daljša je doba prostih nihanj To. Za balistične galvanometre je T0 desetine sekund (za običajne galvanometre - enote sekund). To dosežemo s povečanjem vztrajnostnega momenta gibljivega dela galvanometra s pomočjo dodatnega dela v obliki diska.