Hogyan működnek és működnek a galvanométerek
A galvanométer olyan elektromos mérőműszer, amelynek nem fokozatos skálája van, és nagy érzékenységgel rendelkezik az áramra vagy a feszültségre. A galvanométereket széles körben használják nulla jelzőként, valamint kis áramok, feszültségek és elektromosság mennyiségének mérésére is, ha a galvanométer állandója ismert.
A magnetoelektromoson kívül más típusú galvanométerek is léteznek, például elektrosztatikus, úgynevezett elektrométer. Használatuk azonban nagyon korlátozott.
A galvanométerekkel szemben támasztott fő követelmény a nagy érzékenység, amelyet elsősorban az ellennyomaték csökkentésével és hosszú sugárhosszú fénymutató használatával érnek el.
Megkülönböztetik őket a tervezéstől:
a) hordozható galvanométerek (beépített skálával), amelyekben jelző- és fényjelzőket is használnak;
b) tükör galvanométerek, külön skálával, helyhez kötött szintállítást igényelnek.
A hordozható galvanométerekben a mozgatható rész vezetékekre, a tükör galvanométereknél pedig felfüggesztésre van felszerelve (1. ábra).A második esetben az 1 keret tekercsének áramellátását egy 2 felfüggesztés és egy 4 nyomaték nélküli menet biztosítja. A keret elfordulási szögének mérésére egy 3 tükröt használnak, amelyen fény világít. világít, egy speciális megvilágító sugara fókuszál.
Rizs. 1. A galvanométer készüléke a felfüggesztésen
Az ilyen típusú tükör galvanométer állandó értéke a tükör és a skála távolságától függ. Megállapodtak, hogy 1 m távolságra fejezik ki, például: CAz = 1,2x 10-6-6 A. A • m / mm. Hordozható galvanométereknél az útlevélben tüntesse fel a skálaosztás árát, például: 1 osztás = 0,5 x 10
A legérzékenyebb modern tükör galvanométerek állandó értéke akár 10-11 A-m / mm. Hordozható galvanométereknél az állandó körülbelül 10-8 - 10-9 A / oszt.
A galvanométerekre vonatkozó szabvány megengedi, hogy egy állandó (vagy a skála osztása) ± 10%-kal eltérjen az útlevélben feltüntetetttől.
A galvanométer fontos jellemzője a mutató nulla pozíciójának állandósága, ami alatt azt értjük, hogy a mutató nem tér vissza a nulla ponthoz, amikor simán elmozdul a skála végjelétől. E paraméter szerint a galvanométereket állandó kisülésekre osztják. A galvanométer mutatójának nulla pozíciójában a tartósság kisülésének hagyományos jelzése, amely a tartóssági kisülés gyémántba zárt numerikus jelöléséből áll, a jelölés során a galvanométer skálájára kerül.
Rizs. 2. Galvanométer
Sok galvanométer mágneses söntöt biztosít. A sönt helyzetének beállításával a kihúzott fogantyú segítségével lehetőség van a mágneses indukció értékének megváltoztatására a munkarésben.Ez megváltoztatja a galvanométer állandóját, valamint számos egyéb paramétert. A szabvány előírásainak megfelelően a mágneses söntnek legalább 3-szor meg kell változtatnia az egyenáramot. A galvanométer útlevelében és jelölésében a konstans értékei a sönt két véghelyzetében vannak feltüntetve - teljesen behelyezve és teljesen kihúzva.
A galvanométernek olyan korrektorral kell rendelkeznie, amely körkörös forgatás közben a mutatót a nulla jel egyik vagy másik oldalára mozgatja. A mozgatható felfüggesztésű résszel rendelkező galvanométereket zárral (a mozgatható rész mechanikus rögzítésére szolgáló eszközzel) kell ellátni, amely például a készülék kopása esetén bekapcsol.
A galvanométereket nagy érzékenységük miatt védeni kell az interferencia ellen, így a galvanométerek védve vannak a mechanikai ütésektől a főfalra vagy speciális aljzatra szerelve, a szivárgó áramoktól - elektrosztatikus árnyékolással stb.
A galvanométer mozgó részének mozgásának jellege a mért érték megváltozásakor annak csillapításától függ, amelyet a külső áramkör ellenállása határoz meg. A galvanométerrel végzett munka kényelme érdekében ezt az ellenállást a galvanométer útlevelében feltüntetett úgynevezett külső kritikus RK ellenálláshoz közel választják. Ha a galvanométer külső kritikus ellenállásra zárva van, akkor a nyíl simán és minimális idő alatt megközelíti az egyensúlyi helyzetet, nem keresztezi azt és nem ingadozik körülötte.
A ballisztikus galvanométer lehetővé teszi kis mennyiségű elektromosság (áramimpulzus) mérését, amely rövid ideig – a másodperc töredékeiben – áramlik. Így a ballisztikus galvanométert impulzusmérésre tervezték.A ballisztikus galvanométer elmélet azt mutatja, hogy ha elfogadjuk azt a feltevést, hogy a mozgó rész az áramimpulzus vége után kezd el mozogni a mozgó keret tekercsében, akkor a B áramkörben áramló elektromosság mennyisége, arányos az első maximális elhajlással a mutató α1m, azaz van. Q = SatNS α1m, ahol Cb a galvanométer ballisztikai állandója, osztásonkénti függőben kifejezve.
Megjegyzendő, hogy az Sb nem marad változatlan egy adott galvanométernél, hanem a külső áramkör ellenállásától függ, ami általában a mérések során kísérletileg megköveteli annak meghatározását. A fenti feltevés annál pontosabban teljesül, minél nagyobb a galvanométer mozgó részének tehetetlenségi nyomatéka, és ezáltal minél hosszabb a szabad rezgések To periódusa. A ballisztikus galvanométereknél a T0 tíz másodperc (hagyományos galvanométereknél – másodperc egység). Ezt úgy érik el, hogy a galvanométer mozgó részének tehetetlenségi nyomatékát egy további tárcsa formájú alkatrész segítségével növelik.