Galvanométer és annak alkalmazása
Cím a munka: A galvanometer és annak alkalmazása
Szakterület: Energia
Fájl mérete: 206,5 KB
Job letöltve: 60 fő.
Galvanométer és annak alkalmazása
Bevezetés. Galvanométerek úgynevezett villamosenergia-fúrók a mérésére kis értékei áram, feszültség, vagy elektromos töltés telt el. A laboratóriumi gyakorlatok használt galvanométert különböző minták a különböző elektromos és mechanikus paramétereit. De a legelterjedtebb galvanométert DC magneto-elektromos mérési ICU téma, a fő előnye, amely # 150; magas érzékenység. Ezekben az eszközökben a forgatás a mozgatható rész és a hozzá kapcsolódó mutatót (a kapcsoló, fény) fordul elő a kölcsönhatása a keret az aktuális és a mágneses tér az állandó mágnes (1. ábra).
A légrés pólusai között az állandó mágnes 3, és a rögzített, hengeres magot 5 sugárirányú mágneses mező keletkezik. A mozgatható 7 keret felszerelhető a zárójelek 4 lehet forgatni a mag körül 5 a mágnes mezőben. Ahhoz, hogy a 7 keret van rögzítve nyíl 2, a kiegyensúlyozott ellensúly 6. Az elektromos áram által szolgáltatott striák 4 a mérési keretben.
Tekintsük a viselkedését keretek ilyen körülmények között (2. ábra).
Amikor elektromos áram folyik keresztül a kanyargós I keret álló n fordul vékony huzal, a függőleges oldalai b. schiesya-megállapítás radiális mágneses mező hat, pár F. erők létrehozásához nyomaték,
ahol # 150; mágneses momentuma a keret.
A forgatónyomaték nagyságát egyenlő
ahol s # 150; frame területen.
E nyomaték keret és a hozzá tartozó nyíl forgatni addig a pillanatig, M in rugalmas erők. felhajtás-bűnbánó meg szalagként a torziós kiegyensúlyozza a pillanatban M.
Az egyensúlyi állapot
Csillapítja a mozgó alkatrész miatt áramok indukált az alvázkeret és a tekercsek között, ha az utóbbi van zárva, hogy a külső ellenállás.
Az egyensúlyi helyzetben a jelenlétében egy aktuális keret I eltérítési szöge a műszer tű
Így a szögelfordulás a mutató arányos a folyó áram a keretben. Az arányossági tényező S I az áram érzékeny galvanometer.
A fenti összefüggés egyértelmű a tervezési adatokat a galvanométerrel ami függ annak érzékenységét.
A kölcsönös érzékenység, az úgynevezett állandó áram
Azonban a tű eltérítési sokkal kényelmesebb mérésére osztások száma a skála közvetlenül arányos N. . Ezért csereszabatosak más értéket I. # 150; C I. hívás az aktuális osztály skála
Ár osztály mérik A / div és megmutatja, hogy mennyi áramot kell áthalad a galvanométerrel kezébe tévedt egyik részlege a skála.
Amikor az aktuális I egy keretben mérő eszközt a kivezetései előállított feszültség
ahol RG # 150; A belső ellenállása galvanometer. Következésképpen, eltérítése által lehet meghatározni kapocsfeszültsége egy galvanométer, azaz galvanométerrel ebben az esetben működik, mint egy voltmérő. C értéke U nevezik az ár a feszültség osztás és mérjük V / div
Galvanométerek alacsony belső ellenállás mérésére tervezett jelenlegi, úgynevezett mikro-fogóval. Amikor az árammérő az áramkör ellenállása szinte nem növeli szinte nem változik a folyó áram.
A maximális áram vezethető át a keret a galvanométert kicsi, definíció szerint. Tartományának kiterjesztése érdekében a mért áramok használják söntök # 150; ellenálláson csatlakoztatott párhuzamos a mérőkészülék. Amikor csak egy része söntöií mérendő, amelyben a kis áramlik át a mérőkészülék és közvetlenül hat a keret, a többség áthalad a sönt. Ezért bólshey része a jelenlegi ágak szükséges sönt alacsony ellenállású képest az ellenállás körét R G. Így galvanométer sönt (árammérő) általában lesz egy még kisebb ellenállása, mint az R G.
Tegyük fel kell mérni a jelenlegi I 0. n-szer nagyobb, mint a jelenlegi teljes kitérést galvanometer I lim # 150; jelenlegi okozó alakváltozás teljes körű aka # 150; a maximális (határ) aktuális az eszköz nélkül sönt. Kiszámításához a sönt R ellenállás s alkalmazandó szabályok Kirchhoff áramkör a 3. ábrán látható,
A feltétel I 0 = ni lim. Találunk sönt ellenállás
Sönt általában a magas ellenálláshuzal szegmens (konstantán, mangánból), amelynek fajlagos ellenállása és S szakaszon s. A hossza úgy számítjuk ki, a képlet
Galvanométerek kialakítva, hogy mérje a potenciális különbség lehet hivatkozni feszültségmérő. Voltmérő ellenállás legyen lényegesen nagyobb, mint az ellenállás áramkör résszel, amelyen a mért feszültségesés váltani voltmérővel nem okoz nem kívánt aktuális újraelosztása a terhelés és a mérőkészülék. Ha a belső ellenállása a galvanométer nem elegendő, a sorosan tartalmazhat további R ellenálláson ad (4.ábra).
A felvétel egy további R ellenálláson ad jól teljesített azokban az esetekben, amikor szükség van, hogy bővítse a határait a feszültség mérésével a készülék. Nagysága R hirdetés számítva a feltétellel, hogy a jelenlegi a mérőkészülék nem haladhatja meg a jelenlegi teljes kitérést galvanometer I lim. Az Ohm-törvény részáramkörnek
Ha szükség van, hogy mérje a feszültséget U 0. ami m-szer nagyobb, mint a határérték U feszültség lim. galvanométer közvetlenül mért U 0 = mU lim. az érték a további ellenállás a következőképpen számítjuk ki:
azaz kiterjesztésére feszültség határérték mérés m-szer az ellenállást az ellenállás kiegészítéséül kell (m -1) szor belső ellenállása a galvanométer.
Így kiszámítható a sönt ellenállás R s és az ellenállásokat R ad további ismerniük kell a belső ellenállása galvanométerrel R G. Mérjük meg a szokásos módon, például egy ellenállásmérő, ez lehetetlen, mert a galvanométerrel haladhat át egy kis áram, sokkal kisebb, mint a jelenlegi ellenállásmérő. Ezért azok másképp viselkednek. A belső ellenállása galvanométert érzékenysége áram és feszültség lehet. különösen, végzett mérések egy elektromos kapcsolási rajza, amely ábrán látható. 5. Itt G # 150; vizsgálták a galvanométer, SP # 150; Stabilizált DC tápegység, integrált voltmérővel, ellenállások R 2. R 3 alkotják a feszültségosztó-TION, míg R ellenálláson sönt értéke 2 és R 1 # 150; egy további ellenállás egy galvanométer.
Jelenlegi helyén BP. szerint Ohm-törvény, az
U # 150; feszültség a forrás kimeneti teljesítmény SP.
Feszültségesés az áramkör részét AB
Szerint a Kirchhoff első szabály
Egyenlet megoldását (16,17,18) viszonyított I # 150; jelenlegi galvanometer szerezni
ahol N # 150; száma hadosztályokat amely eltért nyíl a jelenlegi I.
Azt, hogy az R ellenállás 1 = 0, és keresztül változtatható ellenállást R2 és R 3 létre nyíl galvanométer digitalizáltuk a legjobboldalibb pipa. Ez az állapot megfelel a számát osztásnyi N lim és galvanométerrel áram lim. Ezután (19) a következő alakú:
Kezdeni fokozatosan növeli ellenállását R 1 galvanometer jelenlegi csökkenni fog. Legyen egy R értékét 1 i így .Tok I i I. Lim és a nyíl állapították meg néhány hasadási N i skála.
A kifejezést (19) írunk a következő:
Egyenlővé a jobb oldalán kifejezések (21) és (22) és a kiindulási anyagként R és R AB 1 AB. megkapjuk
Olvashatóság aktuális skála alapján határozzuk meg a (20) egyenletben
Ár osztály galvanométer feszültség skála
A telepítés leírása. A laboratóriumban a panel következő eszközök vannak telepítve: magnetoelektromos galvanometer típusú LM rendszerben. Két ellenállások R33 áruház ellenállásokat R 1 és R 3 változtatható ellenállás R 2-1 ohm lépcsős szabályozás révén 0,1 ohm. Az egység stabilizált forrásáról egyenáramú egy beépített B5-70 voltmérő, ad beállítható kimeneti feszültség 0 ... 30 V, és a mnogopredelny ampervoltmetr.
Az összeg a jelenlegi, a galvanométer korlátozza az a tény, hogy az R ellenálláson 2 van egy kis ellenállást, míg az ellenállás R 3 van beszerelve, mint lehetséges ellenállás, hogy a feszültségosztó aránya válik körülbelül 10 júniusban.
Jellemzőinek meghatározásáról galvanometer
Mérést. 1.Podgotovte eszközök dolgozni. Ehhez, R 1 = 0. R 2 O = 1 m. R 3 # 150; max.
2. összeszerelése előtt az áramkört beállító gomb „U” a tápegység, SP a minimumra van állítva kimeneti feszültség, a kapcsoló „Külső / Belső” # 150; a „belső”, jelezve egy kapcsoló «V / A» # 150; pozícióban «V» (kimeneti feszültség mérés).
3.Soberite elektromos áramkört a rendszer keretében (5. ábra), és azt javasolta, prep-givers vagy technikus, hogy ellenőrizze azt.
4.Vklyuchite hálózati tápegység B5-70 és állítsa a gombot „U” a szabályozó kimeneti feszültség 4 ... 6 V.
5.Umenshaya áruház R ellenállás 3 (kezdve a legrégebbi évtized), állítsa galvanométer nyíl a szélső jobb skálaosztás (Division N lim). N lim értékek és R3 a rekord táblázatban.
6.Podberite áruház R ellenállás 1 úgy, hogy a tű a galvanométer egymás létre N i = 35; 25; 15 skála megosztottságot. Az értékek N I 1 I és R rekordot a táblázatban.
A mérési eredmények feldolgozása. 1.Po képletek (23, 24, 25) kiszámítja a belső ellenállása a galvanométer, jelenlegi ára, és elosztjuk a feszültség minden egyes mérés esetében. Keresse az átlagos értékeket.
2.Calculate fele szélességében megbízhatósági intervallum Student
3.Okonchatelny eredmény rekord formájában
megjelölésével a bizalmi tényező.
4. Ugyanebben a formában rögzítse az eredményeket árának meghatározásakor a galvanométer osztás az aktuális árak és a feszültségosztó.
galvanométert munkát, mint a voltmérő
Amint a fentiekben említettük, a galvanométer lehet használni, mint egy voltmérőt, ha mesterségesen növeli az ellenállása. Ezt úgy érjük el, amely magában foglalja a sorozat a mérési keret további R ellenálláson ad. A maximális feszültség mérhető a galvanométert közvetlenül határozza meg az árat, a készülék és a feszültségosztó száma osztásnyi annak N lim. azaz U lim = C U N lim.
Mérést. 1.Rasschitayte további ellenállás értékét képlet szerint (13) az említett előadó limit mért feszültség U 0 (de nem több, mint 30 V, amely a tápegységet). A tágulási együtthatója a határérték m = U 0 / U lim.
2. összeszerelése előtt az áramkört beállító gomb „U” a tápegység, SP a minimumra van állítva kimeneti feszültség, a kapcsoló „Külső / Belső” # 150; „Ext” digitális kijelző kapcsoló «V / A» # 150; pozícióban «V» (kimeneti feszültség mérés).
4.Predlozhite technikus vagy tanár, hogy teszteljék az áramkört.
5. Állítsa be, hogy tárolja a számított érték R1 R ad. A következő lépések lehetővé teszik, hogy ellenőrizze a helyességét a számítás során, és kalibrálja a voltmérő alapján szerkesztett a galvanométert a vezérlő voltmérő V.
6.Uvelichivaya kimeneti feszültség forrása SP, kiadási galvanométer nyíl a szélsőjobboldali digitalizált osztás. Ha az ellenállás kiszámítása és a kiegészítő ellenállást be van állítva, a referencia voltmérő miközben meg kell mutatni a beállított feszültség U 0. Ha ez a feltétel nem teljesül, akkor szükség van, hogy vegye fel a boltban R1 ellenállás értékét, amely kielégíti a követelményeket. Talált empirikusan további ellenállás értéke rekordot, amelyben ez a kísérleti.
7. Helyezze tárolására optimális értéke R1 és költeni további ellenállás minősítési így voltmérő megépíteni alapján a galvanométer. Ahhoz, hogy kezelni ezt a kimeneti forrás feszültség szabályozás SP felváltva tartó nyíl galvanometer digitalizálva körzetenként az léptéke és rekord ellenőrzés leolvasott voltmérő V egy előre elkészített táblázatot.
8.Po kapott eredmények A kalibrációs görbét. amelyben az abszcisszán skálaosztás a galvanométer, az ordinátán # 150; olvasás ellenőrzési voltmérő V.
galvanométert munka árammérő
Mérési tartomány galvanométert áram jelentősen bővült a söntök, így ezzel fogóval.
Mérést. 1.Rasschitayte sönt ellenállás (10) képletű, hogy korlátozza a jelenlegi mérési terjeszteni I 0 = 45 mA (vagy 90 mA). Nagyobb bővítése tekintetében megállapított határok képzési workshop nem valósítható meg, ha a sönt használt boltban a P-33. Ha egy ilyen igény merül fel, akkor a sönt készült mangánból, vagy konstantán huzal (öv) és be kell állítani annak ellenállását egyedileg (lásd Eq. (11). Követelmények tágulási együttható n = I 0 / I lim. Ahol I lim # 150; jelenlegi teljes alakváltozás galvanométer, azt állapítjuk meg, az állandó áram C I. talált upr.1, és a felosztások számát teljes skála I lim = C I N lim.
2. összeszerelése előtt az R ellenálláson áramkör (500 ... 600 Ohm) használni, mint egy terhelést, állítsa a legnagyobb ellenállást a véletlenül rövidzárlat.
- A R 1 Store leírásban, mint a sönt ellenállás nullára van állítva annak érdekében, hogy megvédje a túlterhelés ellen által galvanométer esetleges hibákat a szerelvény a lánc.
- A tápegység IP fogantyú kimeneti feszültség beállítása a minimumra van állítva, a kapcsolók: az egyik # 150; a „belső”, a másik # 150; pozícióban «V».
4.Predlozhite tanár, vagy technikus, hogy ellenőrizze az összeszerelt áramkört.
5. Set R 1 tárolására a számított keresési sönt ellenállás R s a kiválasztott határértéket jelenlegi mérési.
6.Vklyuchite hálózatból. Lassan emelkednek, és simán kimeneti feszültség forrása, betartva a galvanométert galvanométer nyilat, hogy a digitalizált skála maximális értéke. Ha a sönt van kialakítva, és megfelelően telepítve, a vezérlő milliamp leolvasott egybeesik egy előre meghatározott határérték a jelenlegi I 0. Ha azonban más lesz, a különbség nem jelentős.
7.Prograduiruyte skála a galvanométert most dolgozik egy árammérő, az aktuális mértékegységben. Ehhez lassan engedje le a kimeneti feszültség a forrás, megáll minden digitalizált részlege az léptéke és rögzíti a készített táblázat vallomást referencia milliammeter mA.
8.Postroyte kalibrációs görbe, amelyben az abszcissza késleltetik a galvanométer megosztottság a skála, és az ordináta tengelyen # 150; leolvasható ellenőrző milliammeter mA.
1.Rassmotrite eszköz és üzemeltetése magneto-elektromos eszköz rendszer.
2. Mi galvanométert? Milyen konkrét a design meg kell állapítani, hogy az megfelel a célja?
3. így nagy érzékenységű galvanométeren a jelenlegi? Vakuérzékenység formula.
4. Miért galvanométert keret van feltekerve egy alumínium keret, hanem műanyag, például?
5.Zachem a mágnes rés van elhelyezve egy hengeres magja lágyvas? Mi lesz nélküle?
6.Pochemu keret lógott transzparensek helyett szerelt a félig-tengelyeket egyéb elektromos készülékek?
7. Hogyan lehet kiterjeszteni a mérési tartománya galvanometer jelenlegi? Számoljuk ki a sönt egy előre meghatározott határértéket árammérő. Akár alapján galvanométer hogy árammérő 100 A?
8. Hogyan bővíteni a mérési tartományban a galvanometer feszültség? Számítsuk ki az extra ellenállást, például a 100 V.
1.Kortnev AV Rubljov YA Kutsenko A. Workshop on Physics. M. magasabb iskolai, 1963. p.214.
2.Popov VS Elektromos mérések. M. Energy, 1974, pp 72-76.
2. ábra. Sematikus ábrázolása a hatálya a galvanométer egy mágneses mezőben (elölnézete és felülnézete)