Для чего нужен гальванометр: принцип работы, схема и т.д.

что измеряет этот прибор? Какое действие электрического тока в нем используется? Изобретатель гальванометра и принцип его работы

На рынке измерительных приборов производители представляют достаточно широкие модельные ряды устройств, предназначенных для замеров сопротивления, напряжения и силы тока, то есть омметров, вольтметров и амперметров. Однако в некоторых ситуациях незаменимыми становятся гальванометры, описание принципов работы которых и характеристики разновидностей можно найти на многих специализированных ресурсах. Подобное оборудование актуально в ситуациях, когда требуется измерить малые токи или выявить отсутствие напряжения в сетях, имеющих различные параметры.

Что это такое?

По сути, любой гальванометр представляет собой прибор, разработанный для измерения параметров электрических сетей. С учётом характеристик данных устройств следует отметить, что речь идёт о минимальных значениях количества электричества, силы тока и сопротивления. К примеру, для определения наличия и минимальных показателей I на конкретных участках цепи используют гальванометры с повышенной чувствительностью.

Впервые особенности отклонения магнитной стрелки под воздействием электрического тока в проводнике описал Ганс Эрстед ещё в 1820 году. В то время подобное явление рассматривалось в качестве способа измерения тока. Говоря об изобретателе гальванометра, необходимо отметить, что первым упомянул подобный прибор Иоганн Швейгер. Это произошло 16 сентября 1820 года и связано с университетом Галле. Сам же термин появился только в 1836-м и произошёл от фамилии учёного Луиджи Гальвани.

Изначально действие устройства основывалось на силе магнитного поля Земли. Подобные образцы измерительного оборудования назвали тангенциальными гальванометрами. Перед использованием их требовалось сориентировать в пространстве. Позже на свет появился первый астатический прибор, создатели которого использовали противоположно направленные магниты. Подобный подход позволил исключить фактор воздействия упомянутого магнитного поля планеты.

Современные устройства на схемах отмечаются в соответствии с действующим ГОСТом на схеме. Гальванометр имеет обозначение в виде стрелки, направленной вверх и расположенной внутри круга.

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, эти приборы имеют ряд важных особенностей.

• Один из главных параметров – это постоянная, значение которой определяет расстояние между зеркалом и шкалой и высчитывается с учётом стандартного отрезка длиной 1 метр. В ситуациях с переносными устройствами эта величина является ценой одного деления шкалы. Для стационарных моделей она составляет 10–11 А/м/мм, а для мобильных – 10-8 или же 10-9 А/дел. В обоих случаях допустима 10-процентная погрешность в обе стороны.
• Невозвращение стрелки к нулевой отметке в процессе её перемещения от крайней точки шкалы, то есть так называемое постоянство нуля. Этот показатель в числовом выражении наносится на шкалу в виде ромбообразного символа.
• Наличие такого конструктивного элемента, как магнитный шунт. Его положение меняется поворотом специальной ручки, что, в свою очередь, приводит к изменению постоянной гальванометра и показателя магнитной индукции в зазоре. С учётом данного момента техническая документация, включая паспорт измерительного прибора, содержит значения постоянной при двух положениях магнитного шунта, то есть во введённом и выведенном состоянии.
• Присутствие корректора, с помощью которого осуществляется перемещение стрелки между двумя крайними положениями.
• Наличие арретира, который представляет собой неотъемлемую часть всех современных приборов, имеющих подвесы. Этот элемент позволяет надёжно зафиксировать подвижную часть и тем самым минимизировать риск повреждения прибора в процессе его транспортировки.
• Возможность установки электростатического экранирования для обеспечения максимально эффективной защиты устройства от I утечек.

Определённые особенности конструкции гальванометров связаны именно с наличием упомянутой подвижной части. В частности, регулировка успокоения, пропорционального её колебаниям, осуществляется путём подборки внешнего сопротивления (R).

В паспорте каждого прибора в обязательном порядке прописывается максимально значение этого параметра, являющееся критическим.

На практике в подавляющем большинстве случаев наружное сопротивление устанавливают с максимальным приближением к критическому показателю. Это, в свою очередь, исключает риск возникновения колебаний стрелки (указателя) в пределах положения равновесия.

Функции

У многих возникает вполне логичный вопрос, касающийся того, для чего нужен гальванометр в физике и повседневной жизни. Как уже было отмечено, этот прибор измеряет параметры электрической сети. При этом его функционирование базируется на преобразовании тока в механическое движение, в результате которого на шкале отображаются искомые показатели.

Как правило, рассматриваемое оборудование выполняет функции аналоговых приборов, измеряющих силу тока в сети.

Специалистами, представляющими разные отрасли, гальванометры используются для того, чтобы получить данные, подтверждающие нахождение искомых параметров в определённых пределах. Это позволяет эффективно контролировать состояние электрических цепей и своевременно выявлять неисправности.

Важно помнить, что чаще всего отклонение параметров от установленных норм свидетельствует о сбоях в работе систем.

С учётом того, какая именно часть устройства является подвижной, гальванометры делятся на две основные категории. Это, в свою очередь, определяет их функциональность. Так, к первой разновидности относятся приборы с подвижными магнитами, а ко второй – оборудование с подвижными токопроводами. Оба типа одинаково эффективны при измерении в конкретный момент времени медленно меняющегося тока, а также тока быстро меняющего соответственного напряжения. Помимо этого, в перечень функций входит учёт общего действия тока в течение заданного временного промежутка, осуществляемый, как правило, флюметрами и баллистическими гальванометрами.

Устройство и принцип работы

Отвечая на вопрос, как устроен подобный прибор, следует отметить, что конструкция самого простого гальванометра, появившегося на свет ещё в самом начале XIX столетия, включала в себя магнитный указатель (стрелку), которая подвешена на тонкой нити и помещена внутри неподвижной катушки. Как только в этой проволочной конструкции появляется электрический ток, стрелка отклоняется от своего исходного положения. При отсутствии тока в системе указатель будет оставаться неподвижным, то есть стрелка показывает на нулевую отметку.

Многие модели современных гальванометров представляют собой магнитоэлектрические устройства, в которых используется действие электрического тока. Их стандартная конструкция предусматривает наличие следующих элементов.

1. Постоянный магнит.
2. Поворачивающаяся катушка, расположенная между полюсами.
3. Облегчённый указатель (стрелка), который соединён с катушкой и образует с ней одну ось вращения. Если в последней отсутствует ток, то указатель фиксируется на нулевой отметке при помощи возвратной пружины.

В поле постоянного магнита помещается катушка (обмотка), на которой закреплена стрелка-указатель. В своём исходном положении эта конструкция удерживается упомянутой выше пружиной.

При прохождении через катушку электрического тока в ней сразу же появляется магнитное поле. Параллельно при этом возникает взаимодействие между ним и полем постоянного магнита. При этом обмотка вместе с указателем начинает отклоняться от нуля, что является сигнализатором наличия тока в системе. Как только электрический ток исчезает, магнитное поле катушки тоже пропадает. В этот момент под действием пружины стрелка возвращается в исходное положение. И речь в данном случае идёт о визуальной демонстрации отсутствия тока в цепи. Другими словами, выполняется одна из функций гальванометра, то есть проверка наличия напряжения.

Разбираясь с особенностями устройства, необходимо отметить, что на сегодняшний день широко используются разные модификации описываемых устройств.

Так, мобильные устройства оснащены подвижной рамкой, которая фиксируется на растяжках, а также интегрированной шкалой и стрелочным или световым указателем. Стационарные модели гальванометров устанавливают по уровню, а на рамке при этом закрепляется небольшое по размерам зеркало. Такие устройства комплектуются выносной шкалой со световым указателем, характеризующейся максимальной чувствительностью. При помощи отражающегося от зеркала и параллельно перемещающегося по шкале луча света осуществляется контроль углового движения рамки. Такие приборы рамочного типа на практике используют в качестве нуль-индикаторов, то есть приборов, фиксирующих отсутствие в сети электрического тока или напряжения. Они позволяют в условиях лабораторий осуществлять фиксацию параметров при минимальных показателях I и U.

Практически все гальванометры оснащены магнитными шунтами, положение которых регулируется наружной ручкой для того, чтобы изменялся показатель индукции в рабочем зазоре. Подобным образом можно изменять значения искомых параметров не менее, чем в три раза с учётом требований актуальных стандартов. За перемещение указателя в обе стороны от нулевой отметки отвечает специальный корректор.

Ещё одним важным моментом является необходимость эффективной защиты гальванометров от помех.

Наиболее актуально это для высокочувствительных приборов. Так, для стационарных моделей измерительной техники часто сооружают специальную основу (фундамент), надёжно предотвращающую механические воздействия. Утечки тока, как уже было отмечено, предотвращают за счёт экранирования. Помимо всего прочего, необходимо отметить, что каждый тип современных измерительных приборов имеет свои особенности конструкции и принципа действия.

Отличия от амперметра

Независимо от специфики конструкции и спектра выполняемых операций, любой гальванометр – это электроизмерительное устройство, характеризующееся повышенной чувствительностью и используемое для определения силы тока незначительной величины. При этом многих интересует, в чём именно заключается разница между этими образцами измерительной техники и классическими амперметрами. Прежде всего следует отметить, что последние представляют собой оборудование для нахождения величины силы тока, измеряемой в амперах.

Шкала подобных устройств с учётом диапазона осуществляемых ими измерений может быть градуирована в микроамперах, миллиамперах, амперах и килоамперах.

В отличие от микроамперметра, который тоже способен определять показатели сравнительно небольших токов, шкала гальванометра градуируется несколькими электрическими величинами. В их перечень входят в том числе и единицы напряжения.

Ещё один важный момент заключается в том, что описываемые измерительные приборы могут иметь условную градуировку. Чаще всего такую шкалу можно встретить в ситуациях, при которых гальванометр выполняет функции нуль-индикатора.

Виды

Невзирая на то, что все описываемые измерительные приборы имеют одинаковый принцип действия, существует целый перечень их разновидностей. При этом каждый вид устройств отличается от других конструкцией и функционалом. Богатый выбор позволяет приобрести оборудование, в полной мере соответствующее всем требованиям и предпочтениям потенциального покупателя. В то же время некоторым достаточно тяжело разобраться в разнообразии доступных моделей и таких обозначениях, как, к примеру, М-001.

Так, гальванометры М195 и М195/1 предназначены для нулевых измерений. Стоит отметить, что все представленные на рынке образцы оборудования отличаются друг от друга прежде всего конструктивно. Магнитоэлектрические приборы имеют электропроводящую рамку, закрепляемую в процессе эксплуатации на специальной оси, размещённой в магнитном поле. Отклонение указателя от нулевого положения определяется величиной подаваемого тока, индукцией и жёсткостью возвратной пружины.

Главной характеристикой этого типа устройств является их повышенная чувствительность.

Особенность тангенциальных гальванометров – это наличие компаса, необходимого для сравнения магнитных полей электрического тока и Земли. Название устройства получили из-за того, что их функционирование основано на тангенциальном законе магнетизма. Катушка в данном случае выполнена из меди и имеет изоляцию. Сама рамка располагается вертикально и в процессе эксплуатации прибора проворачивается вокруг своей оси. Компас при этом находится в горизонтальной плоскости и в самом центре круглой шкалы. Перед началом работы тангенциальный гальванометр располагают таким образом, чтобы стрелка компаса совпадала с плоскостью обмотки. После этого через неё пропускают ток, создающий магнитное поле на оси катушки.

Стоит отметить, что искусственное поле – это перпендикуляр к магнитному полю планеты.

В результате указатель устройства реагирует на оба активных поля и отклоняется на определённый угол от нулевой отметки, который является тангенсом отношения искусственного и естественного полей.

Помимо уже описанных, существуют также следующие разновидности гальванометров.

• Электромагнитные приборы, имеющие довольно простую конструкцию, главными элементами которой являются неподвижная катушка и свободный магнит или же сердечник. При прохождении электрического тока этот подвижный элемент поворачивается или же втягивается в катушку. Основным минусом таких моделей стал нелинейность шкалы, что создаёт трудности при градуировке. В подавляющем большинстве случаев электромагнитные гальванометры эксплуатируются в качестве амперметров переменного тока.
• Электродинамические устройства, в которых катушки выполняют функции статичных и подвижных элементов.
• Зеркальные, отличающиеся от подавляющего большинства своих «собратьев» максимальной точностью. В этом оборудовании при снятии показаний используются небольшие зеркала и световой луч, отражаемый ими. В своё время данный тип гальванометров достаточно широко использовался.
• Вибрационные модели, являющиеся вариацией на тему зеркальных измерительных приборов. Одна из их основных особенностей – это компактные размеры и малый вес. Настройка устройства осуществляется посредством натяжения пружины.
• Тепловые гальванометры, конструкция которых включает в себя систему рычагов и проводник. При прохождении через последний электрического тока его длина изменяется (увеличивается). Параллельно с этим рычаги преобразуют данную деформацию проводника в отклонение стрелки-указателя.
• Апериодические. В данном случае суть функционирования оборудования сводится к тому, что после каждого отклонения стрелка гальванометра возвращается в положение равновесия.
• Баллистические устройства, используемые для определения параметров одиночных электрических импульсов. Подвижные элементы таких моделей характеризуются повышенной инерцией, что отличает их от остальных модификаций.

Помимо всего перечисленного, стоит уделить внимание также струнным гальванометрам. Речь в данном случае идёт об одной из первых конструкций, которая изначально применялась в медицине. Создателем прибора в 1895 году стал голландский физиолог Виллем Эйнтховен. Измерительное устройство состояло из кварцевой нити, которая за счёт своей минимальной толщины была способна совершать колебания под действием воздуха. Она удерживалась в магнитном поле под напряжением.

Все перечисленные разновидности гальванометров характеризуются простотой конструкции и эксплуатации. Однако за счёт активного внедрения передовых технологий и инновационных технических решений в наши дни практически повсеместно используются электронные измерительные приборы. Их основными преимуществами являются надёжность и, конечно же, максимальная точность.

Как правильно использовать?

Гальванометры можно с уверенностью назвать целым классом измерительного оборудования, характеризующегося максимальным уровнем точности и используемого для исследований величины электрического тока, проходящего через проводники, а также других его параметров. За счёт широкого ассортимента моделей и их функциональных возможностей эти измерительные приборы успешно эксплуатируются на производстве, в быту и в лабораторных условиях. При этом простейшее устройство можно изготовить своими руками.

Гальванометр работает как в качестве самостоятельного оборудования, отображающего параметры малых токов или выполняющего функции нуль-индикаторов, так и в виде основного блока других приборов. Так, существует вариант использования описываемой техники в качестве амперметра и вольтметра. Для этого потребуется:

• подключить шунтирующее сопротивление параллельно с устройством для определения силы тока в амперах;
• установить в цепи добавочное сопротивление последовательно для измерения напряжения.

Помимо указанных вариантов, гальванометры способны эффективно выполнять функции других приборов.

1. Термометра в тандеме с датчиком температуры и экспонометра при подключении фотодиода.
2. Измерителя заряда. Речь в данном случае идёт об эксплуатации именно баллистических гальванометров, предоставляющих возможность определить параметры одиночных импульсов, при прохождении которых происходит резкое движение (отброс) рамки.
3. Индикатора нуля, эффективно определяющий отсутствие электрического тока в цепи при фиксации указателя на нулевой отметке, градуированной соответствующим образом шкалы.
4. Устройства для записи сигналов осциллографа. Конструктивные особенности позволяют подключить гальванометр непосредственно к так называемому писчику. В итоге при фиксации любого импульса прибор моментально реагирует и параллельно активирует пишущее устройство, которое, в свою очередь, отображает все данные на бумаге.
5. Средства для выполнения оптической развёртки. Имеется в виду использование зеркальных моделей в системах лазерной оптики.

На данный момент аналоговые конструкции активно сдают свои позиции, уступая место современным, цифровым устройствам. В соответствии с актуальными статистическими данными, наиболее распространёнными сейчас являются зеркальные гальванометры. Они до сих пор достаточно широко эксплуатируются в качестве элементов различных лазерных установок. Это обусловлено их способностью отклонять лучи лазера.

Независимо от типа измерительного оборудования, его конструкции и функциональных возможностей, к его эксплуатации следует подходить грамотно. Параллельно требуется помнить о технике безопасности, поскольку речь идёт о работе с электрическим током. Не менее важными моментами будут правила хранения и обслуживания приборов, закреплённые в соответствующих инструкциях.

В следующем видео вы подробно узнаете о том, что такое вертикальный гальванометр и какие его принципе работы.

что измеряет этот прибор? Какое действие электрического тока в нем используется? Изобретатель гальванометра и принцип его работы

На рынке измерительных приборов производители представляют достаточно широкие модельные ряды устройств, предназначенных для замеров сопротивления, напряжения и силы тока, то есть омметров, вольтметров и амперметров. Однако в некоторых ситуациях незаменимыми становятся гальванометры, описание принципов работы которых и характеристики разновидностей можно найти на многих специализированных ресурсах. Подобное оборудование актуально в ситуациях, когда требуется измерить малые токи или выявить отсутствие напряжения в сетях, имеющих различные параметры.

Что это такое?

По сути, любой гальванометр представляет собой прибор, разработанный для измерения параметров электрических сетей. С учётом характеристик данных устройств следует отметить, что речь идёт о минимальных значениях количества электричества, силы тока и сопротивления. К примеру, для определения наличия и минимальных показателей I на конкретных участках цепи используют гальванометры с повышенной чувствительностью.

Впервые особенности отклонения магнитной стрелки под воздействием электрического тока в проводнике описал Ганс Эрстед ещё в 1820 году. В то время подобное явление рассматривалось в качестве способа измерения тока. Говоря об изобретателе гальванометра, необходимо отметить, что первым упомянул подобный прибор Иоганн Швейгер. Это произошло 16 сентября 1820 года и связано с университетом Галле. Сам же термин появился только в 1836-м и произошёл от фамилии учёного Луиджи Гальвани.

Изначально действие устройства основывалось на силе магнитного поля Земли. Подобные образцы измерительного оборудования назвали тангенциальными гальванометрами. Перед использованием их требовалось сориентировать в пространстве. Позже на свет появился первый астатический прибор, создатели которого использовали противоположно направленные магниты. Подобный подход позволил исключить фактор воздействия упомянутого магнитного поля планеты.

Современные устройства на схемах отмечаются в соответствии с действующим ГОСТом на схеме. Гальванометр имеет обозначение в виде стрелки, направленной вверх и расположенной внутри круга.

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, эти приборы имеют ряд важных особенностей.

• Один из главных параметров – это постоянная, значение которой определяет расстояние между зеркалом и шкалой и высчитывается с учётом стандартного отрезка длиной 1 метр. В ситуациях с переносными устройствами эта величина является ценой одного деления шкалы. Для стационарных моделей она составляет 10–11 А/м/мм, а для мобильных – 10-8 или же 10-9 А/дел. В обоих случаях допустима 10-процентная погрешность в обе стороны.
• Невозвращение стрелки к нулевой отметке в процессе её перемещения от крайней точки шкалы, то есть так называемое постоянство нуля. Этот показатель в числовом выражении наносится на шкалу в виде ромбообразного символа.
• Наличие такого конструктивного элемента, как магнитный шунт. Его положение меняется поворотом специальной ручки, что, в свою очередь, приводит к изменению постоянной гальванометра и показателя магнитной индукции в зазоре. С учётом данного момента техническая документация, включая паспорт измерительного прибора, содержит значения постоянной при двух положениях магнитного шунта, то есть во введённом и выведенном состоянии.
• Присутствие корректора, с помощью которого осуществляется перемещение стрелки между двумя крайними положениями.
• Наличие арретира, который представляет собой неотъемлемую часть всех современных приборов, имеющих подвесы. Этот элемент позволяет надёжно зафиксировать подвижную часть и тем самым минимизировать риск повреждения прибора в процессе его транспортировки.
• Возможность установки электростатического экранирования для обеспечения максимально эффективной защиты устройства от I утечек.

Определённые особенности конструкции гальванометров связаны именно с наличием упомянутой подвижной части. В частности, регулировка успокоения, пропорционального её колебаниям, осуществляется путём подборки внешнего сопротивления (R).

В паспорте каждого прибора в обязательном порядке прописывается максимально значение этого параметра, являющееся критическим.

На практике в подавляющем большинстве случаев наружное сопротивление устанавливают с максимальным приближением к критическому показателю. Это, в свою очередь, исключает риск возникновения колебаний стрелки (указателя) в пределах положения равновесия.

Функции

У многих возникает вполне логичный вопрос, касающийся того, для чего нужен гальванометр в физике и повседневной жизни. Как уже было отмечено, этот прибор измеряет параметры электрической сети. При этом его функционирование базируется на преобразовании тока в механическое движение, в результате которого на шкале отображаются искомые показатели.

Как правило, рассматриваемое оборудование выполняет функции аналоговых приборов, измеряющих силу тока в сети.

Специалистами, представляющими разные отрасли, гальванометры используются для того, чтобы получить данные, подтверждающие нахождение искомых параметров в определённых пределах. Это позволяет эффективно контролировать состояние электрических цепей и своевременно выявлять неисправности.

Важно помнить, что чаще всего отклонение параметров от установленных норм свидетельствует о сбоях в работе систем.

С учётом того, какая именно часть устройства является подвижной, гальванометры делятся на две основные категории. Это, в свою очередь, определяет их функциональность. Так, к первой разновидности относятся приборы с подвижными магнитами, а ко второй – оборудование с подвижными токопроводами. Оба типа одинаково эффективны при измерении в конкретный момент времени медленно меняющегося тока, а также тока быстро меняющего соответственного напряжения. Помимо этого, в перечень функций входит учёт общего действия тока в течение заданного временного промежутка, осуществляемый, как правило, флюметрами и баллистическими гальванометрами.

Устройство и принцип работы

Отвечая на вопрос, как устроен подобный прибор, следует отметить, что конструкция самого простого гальванометра, появившегося на свет ещё в самом начале XIX столетия, включала в себя магнитный указатель (стрелку), которая подвешена на тонкой нити и помещена внутри неподвижной катушки. Как только в этой проволочной конструкции появляется электрический ток, стрелка отклоняется от своего исходного положения. При отсутствии тока в системе указатель будет оставаться неподвижным, то есть стрелка показывает на нулевую отметку.

Многие модели современных гальванометров представляют собой магнитоэлектрические устройства, в которых используется действие электрического тока. Их стандартная конструкция предусматривает наличие следующих элементов.

1. Постоянный магнит.
2. Поворачивающаяся катушка, расположенная между полюсами.
3. Облегчённый указатель (стрелка), который соединён с катушкой и образует с ней одну ось вращения. Если в последней отсутствует ток, то указатель фиксируется на нулевой отметке при помощи возвратной пружины.

В поле постоянного магнита помещается катушка (обмотка), на которой закреплена стрелка-указатель. В своём исходном положении эта конструкция удерживается упомянутой выше пружиной.

При прохождении через катушку электрического тока в ней сразу же появляется магнитное поле. Параллельно при этом возникает взаимодействие между ним и полем постоянного магнита. При этом обмотка вместе с указателем начинает отклоняться от нуля, что является сигнализатором наличия тока в системе. Как только электрический ток исчезает, магнитное поле катушки тоже пропадает. В этот момент под действием пружины стрелка возвращается в исходное положение. И речь в данном случае идёт о визуальной демонстрации отсутствия тока в цепи. Другими словами, выполняется одна из функций гальванометра, то есть проверка наличия напряжения.

Разбираясь с особенностями устройства, необходимо отметить, что на сегодняшний день широко используются разные модификации описываемых устройств.

Так, мобильные устройства оснащены подвижной рамкой, которая фиксируется на растяжках, а также интегрированной шкалой и стрелочным или световым указателем. Стационарные модели гальванометров устанавливают по уровню, а на рамке при этом закрепляется небольшое по размерам зеркало. Такие устройства комплектуются выносной шкалой со световым указателем, характеризующейся максимальной чувствительностью. При помощи отражающегося от зеркала и параллельно перемещающегося по шкале луча света осуществляется контроль углового движения рамки. Такие приборы рамочного типа на практике используют в качестве нуль-индикаторов, то есть приборов, фиксирующих отсутствие в сети электрического тока или напряжения. Они позволяют в условиях лабораторий осуществлять фиксацию параметров при минимальных показателях I и U.

Практически все гальванометры оснащены магнитными шунтами, положение которых регулируется наружной ручкой для того, чтобы изменялся показатель индукции в рабочем зазоре. Подобным образом можно изменять значения искомых параметров не менее, чем в три раза с учётом требований актуальных стандартов. За перемещение указателя в обе стороны от нулевой отметки отвечает специальный корректор.

Ещё одним важным моментом является необходимость эффективной защиты гальванометров от помех.

Наиболее актуально это для высокочувствительных приборов. Так, для стационарных моделей измерительной техники часто сооружают специальную основу (фундамент), надёжно предотвращающую механические воздействия. Утечки тока, как уже было отмечено, предотвращают за счёт экранирования. Помимо всего прочего, необходимо отметить, что каждый тип современных измерительных приборов имеет свои особенности конструкции и принципа действия.

Отличия от амперметра

Независимо от специфики конструкции и спектра выполняемых операций, любой гальванометр – это электроизмерительное устройство, характеризующееся повышенной чувствительностью и используемое для определения силы тока незначительной величины. При этом многих интересует, в чём именно заключается разница между этими образцами измерительной техники и классическими амперметрами. Прежде всего следует отметить, что последние представляют собой оборудование для нахождения величины силы тока, измеряемой в амперах.

Шкала подобных устройств с учётом диапазона осуществляемых ими измерений может быть градуирована в микроамперах, миллиамперах, амперах и килоамперах.

В отличие от микроамперметра, который тоже способен определять показатели сравнительно небольших токов, шкала гальванометра градуируется несколькими электрическими величинами. В их перечень входят в том числе и единицы напряжения.

Ещё один важный момент заключается в том, что описываемые измерительные приборы могут иметь условную градуировку. Чаще всего такую шкалу можно встретить в ситуациях, при которых гальванометр выполняет функции нуль-индикатора.

Виды

Невзирая на то, что все описываемые измерительные приборы имеют одинаковый принцип действия, существует целый перечень их разновидностей. При этом каждый вид устройств отличается от других конструкцией и функционалом. Богатый выбор позволяет приобрести оборудование, в полной мере соответствующее всем требованиям и предпочтениям потенциального покупателя. В то же время некоторым достаточно тяжело разобраться в разнообразии доступных моделей и таких обозначениях, как, к примеру, М-001.

Так, гальванометры М195 и М195/1 предназначены для нулевых измерений. Стоит отметить, что все представленные на рынке образцы оборудования отличаются друг от друга прежде всего конструктивно. Магнитоэлектрические приборы имеют электропроводящую рамку, закрепляемую в процессе эксплуатации на специальной оси, размещённой в магнитном поле. Отклонение указателя от нулевого положения определяется величиной подаваемого тока, индукцией и жёсткостью возвратной пружины.

Главной характеристикой этого типа устройств является их повышенная чувствительность.

Особенность тангенциальных гальванометров – это наличие компаса, необходимого для сравнения магнитных полей электрического тока и Земли. Название устройства получили из-за того, что их функционирование основано на тангенциальном законе магнетизма. Катушка в данном случае выполнена из меди и имеет изоляцию. Сама рамка располагается вертикально и в процессе эксплуатации прибора проворачивается вокруг своей оси. Компас при этом находится в горизонтальной плоскости и в самом центре круглой шкалы. Перед началом работы тангенциальный гальванометр располагают таким образом, чтобы стрелка компаса совпадала с плоскостью обмотки. После этого через неё пропускают ток, создающий магнитное поле на оси катушки.

Стоит отметить, что искусственное поле – это перпендикуляр к магнитному полю планеты.

В результате указатель устройства реагирует на оба активных поля и отклоняется на определённый угол от нулевой отметки, который является тангенсом отношения искусственного и естественного полей.

Помимо уже описанных, существуют также следующие разновидности гальванометров.

• Электромагнитные приборы, имеющие довольно простую конструкцию, главными элементами которой являются неподвижная катушка и свободный магнит или же сердечник. При прохождении электрического тока этот подвижный элемент поворачивается или же втягивается в катушку. Основным минусом таких моделей стал нелинейность шкалы, что создаёт трудности при градуировке. В подавляющем большинстве случаев электромагнитные гальванометры эксплуатируются в качестве амперметров переменного тока.
• Электродинамические устройства, в которых катушки выполняют функции статичных и подвижных элементов.
• Зеркальные, отличающиеся от подавляющего большинства своих «собратьев» максимальной точностью. В этом оборудовании при снятии показаний используются небольшие зеркала и световой луч, отражаемый ими. В своё время данный тип гальванометров достаточно широко использовался.
• Вибрационные модели, являющиеся вариацией на тему зеркальных измерительных приборов. Одна из их основных особенностей – это компактные размеры и малый вес. Настройка устройства осуществляется посредством натяжения пружины.
• Тепловые гальванометры, конструкция которых включает в себя систему рычагов и проводник. При прохождении через последний электрического тока его длина изменяется (увеличивается). Параллельно с этим рычаги преобразуют данную деформацию проводника в отклонение стрелки-указателя.
• Апериодические. В данном случае суть функционирования оборудования сводится к тому, что после каждого отклонения стрелка гальванометра возвращается в положение равновесия.
• Баллистические устройства, используемые для определения параметров одиночных электрических импульсов. Подвижные элементы таких моделей характеризуются повышенной инерцией, что отличает их от остальных модификаций.

Помимо всего перечисленного, стоит уделить внимание также струнным гальванометрам. Речь в данном случае идёт об одной из первых конструкций, которая изначально применялась в медицине. Создателем прибора в 1895 году стал голландский физиолог Виллем Эйнтховен. Измерительное устройство состояло из кварцевой нити, которая за счёт своей минимальной толщины была способна совершать колебания под действием воздуха. Она удерживалась в магнитном поле под напряжением.

Все перечисленные разновидности гальванометров характеризуются простотой конструкции и эксплуатации. Однако за счёт активного внедрения передовых технологий и инновационных технических решений в наши дни практически повсеместно используются электронные измерительные приборы. Их основными преимуществами являются надёжность и, конечно же, максимальная точность.

Как правильно использовать?

Гальванометры можно с уверенностью назвать целым классом измерительного оборудования, характеризующегося максимальным уровнем точности и используемого для исследований величины электрического тока, проходящего через проводники, а также других его параметров. За счёт широкого ассортимента моделей и их функциональных возможностей эти измерительные приборы успешно эксплуатируются на производстве, в быту и в лабораторных условиях. При этом простейшее устройство можно изготовить своими руками.

Гальванометр работает как в качестве самостоятельного оборудования, отображающего параметры малых токов или выполняющего функции нуль-индикаторов, так и в виде основного блока других приборов. Так, существует вариант использования описываемой техники в качестве амперметра и вольтметра. Для этого потребуется:

• подключить шунтирующее сопротивление параллельно с устройством для определения силы тока в амперах;
• установить в цепи добавочное сопротивление последовательно для измерения напряжения.

Помимо указанных вариантов, гальванометры способны эффективно выполнять функции других приборов.

1. Термометра в тандеме с датчиком температуры и экспонометра при подключении фотодиода.
2. Измерителя заряда. Речь в данном случае идёт об эксплуатации именно баллистических гальванометров, предоставляющих возможность определить параметры одиночных импульсов, при прохождении которых происходит резкое движение (отброс) рамки.
3. Индикатора нуля, эффективно определяющий отсутствие электрического тока в цепи при фиксации указателя на нулевой отметке, градуированной соответствующим образом шкалы.
4. Устройства для записи сигналов осциллографа. Конструктивные особенности позволяют подключить гальванометр непосредственно к так называемому писчику. В итоге при фиксации любого импульса прибор моментально реагирует и параллельно активирует пишущее устройство, которое, в свою очередь, отображает все данные на бумаге.
5. Средства для выполнения оптической развёртки. Имеется в виду использование зеркальных моделей в системах лазерной оптики.

На данный момент аналоговые конструкции активно сдают свои позиции, уступая место современным, цифровым устройствам. В соответствии с актуальными статистическими данными, наиболее распространёнными сейчас являются зеркальные гальванометры. Они до сих пор достаточно широко эксплуатируются в качестве элементов различных лазерных установок. Это обусловлено их способностью отклонять лучи лазера.

Независимо от типа измерительного оборудования, его конструкции и функциональных возможностей, к его эксплуатации следует подходить грамотно. Параллельно требуется помнить о технике безопасности, поскольку речь идёт о работе с электрическим током. Не менее важными моментами будут правила хранения и обслуживания приборов, закреплённые в соответствующих инструкциях.

В следующем видео вы подробно узнаете о том, что такое вертикальный гальванометр и какие его принципе работы.

что измеряет этот прибор? Какое действие электрического тока в нем используется? Изобретатель гальванометра и принцип его работы

На рынке измерительных приборов производители представляют достаточно широкие модельные ряды устройств, предназначенных для замеров сопротивления, напряжения и силы тока, то есть омметров, вольтметров и амперметров. Однако в некоторых ситуациях незаменимыми становятся гальванометры, описание принципов работы которых и характеристики разновидностей можно найти на многих специализированных ресурсах. Подобное оборудование актуально в ситуациях, когда требуется измерить малые токи или выявить отсутствие напряжения в сетях, имеющих различные параметры.

Что это такое?

По сути, любой гальванометр представляет собой прибор, разработанный для измерения параметров электрических сетей. С учётом характеристик данных устройств следует отметить, что речь идёт о минимальных значениях количества электричества, силы тока и сопротивления. К примеру, для определения наличия и минимальных показателей I на конкретных участках цепи используют гальванометры с повышенной чувствительностью.

Впервые особенности отклонения магнитной стрелки под воздействием электрического тока в проводнике описал Ганс Эрстед ещё в 1820 году. В то время подобное явление рассматривалось в качестве способа измерения тока. Говоря об изобретателе гальванометра, необходимо отметить, что первым упомянул подобный прибор Иоганн Швейгер. Это произошло 16 сентября 1820 года и связано с университетом Галле. Сам же термин появился только в 1836-м и произошёл от фамилии учёного Луиджи Гальвани.

Изначально действие устройства основывалось на силе магнитного поля Земли. Подобные образцы измерительного оборудования назвали тангенциальными гальванометрами. Перед использованием их требовалось сориентировать в пространстве. Позже на свет появился первый астатический прибор, создатели которого использовали противоположно направленные магниты. Подобный подход позволил исключить фактор воздействия упомянутого магнитного поля планеты.

Современные устройства на схемах отмечаются в соответствии с действующим ГОСТом на схеме. Гальванометр имеет обозначение в виде стрелки, направленной вверх и расположенной внутри круга.

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, эти приборы имеют ряд важных особенностей.

• Один из главных параметров – это постоянная, значение которой определяет расстояние между зеркалом и шкалой и высчитывается с учётом стандартного отрезка длиной 1 метр. В ситуациях с переносными устройствами эта величина является ценой одного деления шкалы. Для стационарных моделей она составляет 10–11 А/м/мм, а для мобильных – 10-8 или же 10-9 А/дел. В обоих случаях допустима 10-процентная погрешность в обе стороны.
• Невозвращение стрелки к нулевой отметке в процессе её перемещения от крайней точки шкалы, то есть так называемое постоянство нуля. Этот показатель в числовом выражении наносится на шкалу в виде ромбообразного символа.
• Наличие такого конструктивного элемента, как магнитный шунт. Его положение меняется поворотом специальной ручки, что, в свою очередь, приводит к изменению постоянной гальванометра и показателя магнитной индукции в зазоре. С учётом данного момента техническая документация, включая паспорт измерительного прибора, содержит значения постоянной при двух положениях магнитного шунта, то есть во введённом и выведенном состоянии.
• Присутствие корректора, с помощью которого осуществляется перемещение стрелки между двумя крайними положениями.
• Наличие арретира, который представляет собой неотъемлемую часть всех современных приборов, имеющих подвесы. Этот элемент позволяет надёжно зафиксировать подвижную часть и тем самым минимизировать риск повреждения прибора в процессе его транспортировки.
• Возможность установки электростатического экранирования для обеспечения максимально эффективной защиты устройства от I утечек.

Определённые особенности конструкции гальванометров связаны именно с наличием упомянутой подвижной части. В частности, регулировка успокоения, пропорционального её колебаниям, осуществляется путём подборки внешнего сопротивления (R).

В паспорте каждого прибора в обязательном порядке прописывается максимально значение этого параметра, являющееся критическим.

На практике в подавляющем большинстве случаев наружное сопротивление устанавливают с максимальным приближением к критическому показателю. Это, в свою очередь, исключает риск возникновения колебаний стрелки (указателя) в пределах положения равновесия.

Функции

У многих возникает вполне логичный вопрос, касающийся того, для чего нужен гальванометр в физике и повседневной жизни. Как уже было отмечено, этот прибор измеряет параметры электрической сети. При этом его функционирование базируется на преобразовании тока в механическое движение, в результате которого на шкале отображаются искомые показатели.

Как правило, рассматриваемое оборудование выполняет функции аналоговых приборов, измеряющих силу тока в сети.

Специалистами, представляющими разные отрасли, гальванометры используются для того, чтобы получить данные, подтверждающие нахождение искомых параметров в определённых пределах. Это позволяет эффективно контролировать состояние электрических цепей и своевременно выявлять неисправности.

Важно помнить, что чаще всего отклонение параметров от установленных норм свидетельствует о сбоях в работе систем.

С учётом того, какая именно часть устройства является подвижной, гальванометры делятся на две основные категории. Это, в свою очередь, определяет их функциональность. Так, к первой разновидности относятся приборы с подвижными магнитами, а ко второй – оборудование с подвижными токопроводами. Оба типа одинаково эффективны при измерении в конкретный момент времени медленно меняющегося тока, а также тока быстро меняющего соответственного напряжения. Помимо этого, в перечень функций входит учёт общего действия тока в течение заданного временного промежутка, осуществляемый, как правило, флюметрами и баллистическими гальванометрами.

Устройство и принцип работы

Отвечая на вопрос, как устроен подобный прибор, следует отметить, что конструкция самого простого гальванометра, появившегося на свет ещё в самом начале XIX столетия, включала в себя магнитный указатель (стрелку), которая подвешена на тонкой нити и помещена внутри неподвижной катушки. Как только в этой проволочной конструкции появляется электрический ток, стрелка отклоняется от своего исходного положения. При отсутствии тока в системе указатель будет оставаться неподвижным, то есть стрелка показывает на нулевую отметку.

Многие модели современных гальванометров представляют собой магнитоэлектрические устройства, в которых используется действие электрического тока. Их стандартная конструкция предусматривает наличие следующих элементов.

1. Постоянный магнит.
2. Поворачивающаяся катушка, расположенная между полюсами.
3. Облегчённый указатель (стрелка), который соединён с катушкой и образует с ней одну ось вращения. Если в последней отсутствует ток, то указатель фиксируется на нулевой отметке при помощи возвратной пружины.

В поле постоянного магнита помещается катушка (обмотка), на которой закреплена стрелка-указатель. В своём исходном положении эта конструкция удерживается упомянутой выше пружиной.

При прохождении через катушку электрического тока в ней сразу же появляется магнитное поле. Параллельно при этом возникает взаимодействие между ним и полем постоянного магнита. При этом обмотка вместе с указателем начинает отклоняться от нуля, что является сигнализатором наличия тока в системе. Как только электрический ток исчезает, магнитное поле катушки тоже пропадает. В этот момент под действием пружины стрелка возвращается в исходное положение. И речь в данном случае идёт о визуальной демонстрации отсутствия тока в цепи. Другими словами, выполняется одна из функций гальванометра, то есть проверка наличия напряжения.

Разбираясь с особенностями устройства, необходимо отметить, что на сегодняшний день широко используются разные модификации описываемых устройств.

Так, мобильные устройства оснащены подвижной рамкой, которая фиксируется на растяжках, а также интегрированной шкалой и стрелочным или световым указателем. Стационарные модели гальванометров устанавливают по уровню, а на рамке при этом закрепляется небольшое по размерам зеркало. Такие устройства комплектуются выносной шкалой со световым указателем, характеризующейся максимальной чувствительностью. При помощи отражающегося от зеркала и параллельно перемещающегося по шкале луча света осуществляется контроль углового движения рамки. Такие приборы рамочного типа на практике используют в качестве нуль-индикаторов, то есть приборов, фиксирующих отсутствие в сети электрического тока или напряжения. Они позволяют в условиях лабораторий осуществлять фиксацию параметров при минимальных показателях I и U.

Практически все гальванометры оснащены магнитными шунтами, положение которых регулируется наружной ручкой для того, чтобы изменялся показатель индукции в рабочем зазоре. Подобным образом можно изменять значения искомых параметров не менее, чем в три раза с учётом требований актуальных стандартов. За перемещение указателя в обе стороны от нулевой отметки отвечает специальный корректор.

Ещё одним важным моментом является необходимость эффективной защиты гальванометров от помех.

Наиболее актуально это для высокочувствительных приборов. Так, для стационарных моделей измерительной техники часто сооружают специальную основу (фундамент), надёжно предотвращающую механические воздействия. Утечки тока, как уже было отмечено, предотвращают за счёт экранирования. Помимо всего прочего, необходимо отметить, что каждый тип современных измерительных приборов имеет свои особенности конструкции и принципа действия.

Отличия от амперметра

Независимо от специфики конструкции и спектра выполняемых операций, любой гальванометр – это электроизмерительное устройство, характеризующееся повышенной чувствительностью и используемое для определения силы тока незначительной величины. При этом многих интересует, в чём именно заключается разница между этими образцами измерительной техники и классическими амперметрами. Прежде всего следует отметить, что последние представляют собой оборудование для нахождения величины силы тока, измеряемой в амперах.

Шкала подобных устройств с учётом диапазона осуществляемых ими измерений может быть градуирована в микроамперах, миллиамперах, амперах и килоамперах.

В отличие от микроамперметра, который тоже способен определять показатели сравнительно небольших токов, шкала гальванометра градуируется несколькими электрическими величинами. В их перечень входят в том числе и единицы напряжения.

Ещё один важный момент заключается в том, что описываемые измерительные приборы могут иметь условную градуировку. Чаще всего такую шкалу можно встретить в ситуациях, при которых гальванометр выполняет функции нуль-индикатора.

Виды

Невзирая на то, что все описываемые измерительные приборы имеют одинаковый принцип действия, существует целый перечень их разновидностей. При этом каждый вид устройств отличается от других конструкцией и функционалом. Богатый выбор позволяет приобрести оборудование, в полной мере соответствующее всем требованиям и предпочтениям потенциального покупателя. В то же время некоторым достаточно тяжело разобраться в разнообразии доступных моделей и таких обозначениях, как, к примеру, М-001.

Так, гальванометры М195 и М195/1 предназначены для нулевых измерений. Стоит отметить, что все представленные на рынке образцы оборудования отличаются друг от друга прежде всего конструктивно. Магнитоэлектрические приборы имеют электропроводящую рамку, закрепляемую в процессе эксплуатации на специальной оси, размещённой в магнитном поле. Отклонение указателя от нулевого положения определяется величиной подаваемого тока, индукцией и жёсткостью возвратной пружины.

Главной характеристикой этого типа устройств является их повышенная чувствительность.

Особенность тангенциальных гальванометров – это наличие компаса, необходимого для сравнения магнитных полей электрического тока и Земли. Название устройства получили из-за того, что их функционирование основано на тангенциальном законе магнетизма. Катушка в данном случае выполнена из меди и имеет изоляцию. Сама рамка располагается вертикально и в процессе эксплуатации прибора проворачивается вокруг своей оси. Компас при этом находится в горизонтальной плоскости и в самом центре круглой шкалы. Перед началом работы тангенциальный гальванометр располагают таким образом, чтобы стрелка компаса совпадала с плоскостью обмотки. После этого через неё пропускают ток, создающий магнитное поле на оси катушки.

Стоит отметить, что искусственное поле – это перпендикуляр к магнитному полю планеты.

В результате указатель устройства реагирует на оба активных поля и отклоняется на определённый угол от нулевой отметки, который является тангенсом отношения искусственного и естественного полей.

Помимо уже описанных, существуют также следующие разновидности гальванометров.

• Электромагнитные приборы, имеющие довольно простую конструкцию, главными элементами которой являются неподвижная катушка и свободный магнит или же сердечник. При прохождении электрического тока этот подвижный элемент поворачивается или же втягивается в катушку. Основным минусом таких моделей стал нелинейность шкалы, что создаёт трудности при градуировке. В подавляющем большинстве случаев электромагнитные гальванометры эксплуатируются в качестве амперметров переменного тока.
• Электродинамические устройства, в которых катушки выполняют функции статичных и подвижных элементов.
• Зеркальные, отличающиеся от подавляющего большинства своих «собратьев» максимальной точностью. В этом оборудовании при снятии показаний используются небольшие зеркала и световой луч, отражаемый ими. В своё время данный тип гальванометров достаточно широко использовался.
• Вибрационные модели, являющиеся вариацией на тему зеркальных измерительных приборов. Одна из их основных особенностей – это компактные размеры и малый вес. Настройка устройства осуществляется посредством натяжения пружины.
• Тепловые гальванометры, конструкция которых включает в себя систему рычагов и проводник. При прохождении через последний электрического тока его длина изменяется (увеличивается). Параллельно с этим рычаги преобразуют данную деформацию проводника в отклонение стрелки-указателя.
• Апериодические. В данном случае суть функционирования оборудования сводится к тому, что после каждого отклонения стрелка гальванометра возвращается в положение равновесия.
• Баллистические устройства, используемые для определения параметров одиночных электрических импульсов. Подвижные элементы таких моделей характеризуются повышенной инерцией, что отличает их от остальных модификаций.

Помимо всего перечисленного, стоит уделить внимание также струнным гальванометрам. Речь в данном случае идёт об одной из первых конструкций, которая изначально применялась в медицине. Создателем прибора в 1895 году стал голландский физиолог Виллем Эйнтховен. Измерительное устройство состояло из кварцевой нити, которая за счёт своей минимальной толщины была способна совершать колебания под действием воздуха. Она удерживалась в магнитном поле под напряжением.

Все перечисленные разновидности гальванометров характеризуются простотой конструкции и эксплуатации. Однако за счёт активного внедрения передовых технологий и инновационных технических решений в наши дни практически повсеместно используются электронные измерительные приборы. Их основными преимуществами являются надёжность и, конечно же, максимальная точность.

Как правильно использовать?

Гальванометры можно с уверенностью назвать целым классом измерительного оборудования, характеризующегося максимальным уровнем точности и используемого для исследований величины электрического тока, проходящего через проводники, а также других его параметров. За счёт широкого ассортимента моделей и их функциональных возможностей эти измерительные приборы успешно эксплуатируются на производстве, в быту и в лабораторных условиях. При этом простейшее устройство можно изготовить своими руками.

Гальванометр работает как в качестве самостоятельного оборудования, отображающего параметры малых токов или выполняющего функции нуль-индикаторов, так и в виде основного блока других приборов. Так, существует вариант использования описываемой техники в качестве амперметра и вольтметра. Для этого потребуется:

• подключить шунтирующее сопротивление параллельно с устройством для определения силы тока в амперах;
• установить в цепи добавочное сопротивление последовательно для измерения напряжения.

Помимо указанных вариантов, гальванометры способны эффективно выполнять функции других приборов.

1. Термометра в тандеме с датчиком температуры и экспонометра при подключении фотодиода.
2. Измерителя заряда. Речь в данном случае идёт об эксплуатации именно баллистических гальванометров, предоставляющих возможность определить параметры одиночных импульсов, при прохождении которых происходит резкое движение (отброс) рамки.
3. Индикатора нуля, эффективно определяющий отсутствие электрического тока в цепи при фиксации указателя на нулевой отметке, градуированной соответствующим образом шкалы.
4. Устройства для записи сигналов осциллографа. Конструктивные особенности позволяют подключить гальванометр непосредственно к так называемому писчику. В итоге при фиксации любого импульса прибор моментально реагирует и параллельно активирует пишущее устройство, которое, в свою очередь, отображает все данные на бумаге.
5. Средства для выполнения оптической развёртки. Имеется в виду использование зеркальных моделей в системах лазерной оптики.

На данный момент аналоговые конструкции активно сдают свои позиции, уступая место современным, цифровым устройствам. В соответствии с актуальными статистическими данными, наиболее распространёнными сейчас являются зеркальные гальванометры. Они до сих пор достаточно широко эксплуатируются в качестве элементов различных лазерных установок. Это обусловлено их способностью отклонять лучи лазера.

Независимо от типа измерительного оборудования, его конструкции и функциональных возможностей, к его эксплуатации следует подходить грамотно. Параллельно требуется помнить о технике безопасности, поскольку речь идёт о работе с электрическим током. Не менее важными моментами будут правила хранения и обслуживания приборов, закреплённые в соответствующих инструкциях.

В следующем видео вы подробно узнаете о том, что такое вертикальный гальванометр и какие его принципе работы.

что измеряет этот прибор? Какое действие электрического тока в нем используется? Изобретатель гальванометра и принцип его работы

На рынке измерительных приборов производители представляют достаточно широкие модельные ряды устройств, предназначенных для замеров сопротивления, напряжения и силы тока, то есть омметров, вольтметров и амперметров. Однако в некоторых ситуациях незаменимыми становятся гальванометры, описание принципов работы которых и характеристики разновидностей можно найти на многих специализированных ресурсах. Подобное оборудование актуально в ситуациях, когда требуется измерить малые токи или выявить отсутствие напряжения в сетях, имеющих различные параметры.

Что это такое?

По сути, любой гальванометр представляет собой прибор, разработанный для измерения параметров электрических сетей. С учётом характеристик данных устройств следует отметить, что речь идёт о минимальных значениях количества электричества, силы тока и сопротивления. К примеру, для определения наличия и минимальных показателей I на конкретных участках цепи используют гальванометры с повышенной чувствительностью.

Впервые особенности отклонения магнитной стрелки под воздействием электрического тока в проводнике описал Ганс Эрстед ещё в 1820 году. В то время подобное явление рассматривалось в качестве способа измерения тока. Говоря об изобретателе гальванометра, необходимо отметить, что первым упомянул подобный прибор Иоганн Швейгер. Это произошло 16 сентября 1820 года и связано с университетом Галле. Сам же термин появился только в 1836-м и произошёл от фамилии учёного Луиджи Гальвани.

Изначально действие устройства основывалось на силе магнитного поля Земли. Подобные образцы измерительного оборудования назвали тангенциальными гальванометрами. Перед использованием их требовалось сориентировать в пространстве. Позже на свет появился первый астатический прибор, создатели которого использовали противоположно направленные магниты. Подобный подход позволил исключить фактор воздействия упомянутого магнитного поля планеты.

Современные устройства на схемах отмечаются в соответствии с действующим ГОСТом на схеме. Гальванометр имеет обозначение в виде стрелки, направленной вверх и расположенной внутри круга.

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, эти приборы имеют ряд важных особенностей.

• Один из главных параметров – это постоянная, значение которой определяет расстояние между зеркалом и шкалой и высчитывается с учётом стандартного отрезка длиной 1 метр. В ситуациях с переносными устройствами эта величина является ценой одного деления шкалы. Для стационарных моделей она составляет 10–11 А/м/мм, а для мобильных – 10-8 или же 10-9 А/дел. В обоих случаях допустима 10-процентная погрешность в обе стороны.
• Невозвращение стрелки к нулевой отметке в процессе её перемещения от крайней точки шкалы, то есть так называемое постоянство нуля. Этот показатель в числовом выражении наносится на шкалу в виде ромбообразного символа.
• Наличие такого конструктивного элемента, как магнитный шунт. Его положение меняется поворотом специальной ручки, что, в свою очередь, приводит к изменению постоянной гальванометра и показателя магнитной индукции в зазоре. С учётом данного момента техническая документация, включая паспорт измерительного прибора, содержит значения постоянной при двух положениях магнитного шунта, то есть во введённом и выведенном состоянии.
• Присутствие корректора, с помощью которого осуществляется перемещение стрелки между двумя крайними положениями.
• Наличие арретира, который представляет собой неотъемлемую часть всех современных приборов, имеющих подвесы. Этот элемент позволяет надёжно зафиксировать подвижную часть и тем самым минимизировать риск повреждения прибора в процессе его транспортировки.
• Возможность установки электростатического экранирования для обеспечения максимально эффективной защиты устройства от I утечек.

Определённые особенности конструкции гальванометров связаны именно с наличием упомянутой подвижной части. В частности, регулировка успокоения, пропорционального её колебаниям, осуществляется путём подборки внешнего сопротивления (R).

В паспорте каждого прибора в обязательном порядке прописывается максимально значение этого параметра, являющееся критическим.

На практике в подавляющем большинстве случаев наружное сопротивление устанавливают с максимальным приближением к критическому показателю. Это, в свою очередь, исключает риск возникновения колебаний стрелки (указателя) в пределах положения равновесия.

Функции

У многих возникает вполне логичный вопрос, касающийся того, для чего нужен гальванометр в физике и повседневной жизни. Как уже было отмечено, этот прибор измеряет параметры электрической сети. При этом его функционирование базируется на преобразовании тока в механическое движение, в результате которого на шкале отображаются искомые показатели.

Как правило, рассматриваемое оборудование выполняет функции аналоговых приборов, измеряющих силу тока в сети.

Специалистами, представляющими разные отрасли, гальванометры используются для того, чтобы получить данные, подтверждающие нахождение искомых параметров в определённых пределах. Это позволяет эффективно контролировать состояние электрических цепей и своевременно выявлять неисправности.

Важно помнить, что чаще всего отклонение параметров от установленных норм свидетельствует о сбоях в работе систем.

С учётом того, какая именно часть устройства является подвижной, гальванометры делятся на две основные категории. Это, в свою очередь, определяет их функциональность. Так, к первой разновидности относятся приборы с подвижными магнитами, а ко второй – оборудование с подвижными токопроводами. Оба типа одинаково эффективны при измерении в конкретный момент времени медленно меняющегося тока, а также тока быстро меняющего соответственного напряжения. Помимо этого, в перечень функций входит учёт общего действия тока в течение заданного временного промежутка, осуществляемый, как правило, флюметрами и баллистическими гальванометрами.

Устройство и принцип работы

Отвечая на вопрос, как устроен подобный прибор, следует отметить, что конструкция самого простого гальванометра, появившегося на свет ещё в самом начале XIX столетия, включала в себя магнитный указатель (стрелку), которая подвешена на тонкой нити и помещена внутри неподвижной катушки. Как только в этой проволочной конструкции появляется электрический ток, стрелка отклоняется от своего исходного положения. При отсутствии тока в системе указатель будет оставаться неподвижным, то есть стрелка показывает на нулевую отметку.

Многие модели современных гальванометров представляют собой магнитоэлектрические устройства, в которых используется действие электрического тока. Их стандартная конструкция предусматривает наличие следующих элементов.

1. Постоянный магнит.
2. Поворачивающаяся катушка, расположенная между полюсами.
3. Облегчённый указатель (стрелка), который соединён с катушкой и образует с ней одну ось вращения. Если в последней отсутствует ток, то указатель фиксируется на нулевой отметке при помощи возвратной пружины.

В поле постоянного магнита помещается катушка (обмотка), на которой закреплена стрелка-указатель. В своём исходном положении эта конструкция удерживается упомянутой выше пружиной.

При прохождении через катушку электрического тока в ней сразу же появляется магнитное поле. Параллельно при этом возникает взаимодействие между ним и полем постоянного магнита. При этом обмотка вместе с указателем начинает отклоняться от нуля, что является сигнализатором наличия тока в системе. Как только электрический ток исчезает, магнитное поле катушки тоже пропадает. В этот момент под действием пружины стрелка возвращается в исходное положение. И речь в данном случае идёт о визуальной демонстрации отсутствия тока в цепи. Другими словами, выполняется одна из функций гальванометра, то есть проверка наличия напряжения.

Разбираясь с особенностями устройства, необходимо отметить, что на сегодняшний день широко используются разные модификации описываемых устройств.

Так, мобильные устройства оснащены подвижной рамкой, которая фиксируется на растяжках, а также интегрированной шкалой и стрелочным или световым указателем. Стационарные модели гальванометров устанавливают по уровню, а на рамке при этом закрепляется небольшое по размерам зеркало. Такие устройства комплектуются выносной шкалой со световым указателем, характеризующейся максимальной чувствительностью. При помощи отражающегося от зеркала и параллельно перемещающегося по шкале луча света осуществляется контроль углового движения рамки. Такие приборы рамочного типа на практике используют в качестве нуль-индикаторов, то есть приборов, фиксирующих отсутствие в сети электрического тока или напряжения. Они позволяют в условиях лабораторий осуществлять фиксацию параметров при минимальных показателях I и U.

Практически все гальванометры оснащены магнитными шунтами, положение которых регулируется наружной ручкой для того, чтобы изменялся показатель индукции в рабочем зазоре. Подобным образом можно изменять значения искомых параметров не менее, чем в три раза с учётом требований актуальных стандартов. За перемещение указателя в обе стороны от нулевой отметки отвечает специальный корректор.

Ещё одним важным моментом является необходимость эффективной защиты гальванометров от помех.

Наиболее актуально это для высокочувствительных приборов. Так, для стационарных моделей измерительной техники часто сооружают специальную основу (фундамент), надёжно предотвращающую механические воздействия. Утечки тока, как уже было отмечено, предотвращают за счёт экранирования. Помимо всего прочего, необходимо отметить, что каждый тип современных измерительных приборов имеет свои особенности конструкции и принципа действия.

Отличия от амперметра

Независимо от специфики конструкции и спектра выполняемых операций, любой гальванометр – это электроизмерительное устройство, характеризующееся повышенной чувствительностью и используемое для определения силы тока незначительной величины. При этом многих интересует, в чём именно заключается разница между этими образцами измерительной техники и классическими амперметрами. Прежде всего следует отметить, что последние представляют собой оборудование для нахождения величины силы тока, измеряемой в амперах.

Шкала подобных устройств с учётом диапазона осуществляемых ими измерений может быть градуирована в микроамперах, миллиамперах, амперах и килоамперах.

В отличие от микроамперметра, который тоже способен определять показатели сравнительно небольших токов, шкала гальванометра градуируется несколькими электрическими величинами. В их перечень входят в том числе и единицы напряжения.

Ещё один важный момент заключается в том, что описываемые измерительные приборы могут иметь условную градуировку. Чаще всего такую шкалу можно встретить в ситуациях, при которых гальванометр выполняет функции нуль-индикатора.

Виды

Невзирая на то, что все описываемые измерительные приборы имеют одинаковый принцип действия, существует целый перечень их разновидностей. При этом каждый вид устройств отличается от других конструкцией и функционалом. Богатый выбор позволяет приобрести оборудование, в полной мере соответствующее всем требованиям и предпочтениям потенциального покупателя. В то же время некоторым достаточно тяжело разобраться в разнообразии доступных моделей и таких обозначениях, как, к примеру, М-001.

Так, гальванометры М195 и М195/1 предназначены для нулевых измерений. Стоит отметить, что все представленные на рынке образцы оборудования отличаются друг от друга прежде всего конструктивно. Магнитоэлектрические приборы имеют электропроводящую рамку, закрепляемую в процессе эксплуатации на специальной оси, размещённой в магнитном поле. Отклонение указателя от нулевого положения определяется величиной подаваемого тока, индукцией и жёсткостью возвратной пружины.

Главной характеристикой этого типа устройств является их повышенная чувствительность.

Особенность тангенциальных гальванометров – это наличие компаса, необходимого для сравнения магнитных полей электрического тока и Земли. Название устройства получили из-за того, что их функционирование основано на тангенциальном законе магнетизма. Катушка в данном случае выполнена из меди и имеет изоляцию. Сама рамка располагается вертикально и в процессе эксплуатации прибора проворачивается вокруг своей оси. Компас при этом находится в горизонтальной плоскости и в самом центре круглой шкалы. Перед началом работы тангенциальный гальванометр располагают таким образом, чтобы стрелка компаса совпадала с плоскостью обмотки. После этого через неё пропускают ток, создающий магнитное поле на оси катушки.

Стоит отметить, что искусственное поле – это перпендикуляр к магнитному полю планеты.

В результате указатель устройства реагирует на оба активных поля и отклоняется на определённый угол от нулевой отметки, который является тангенсом отношения искусственного и естественного полей.

Помимо уже описанных, существуют также следующие разновидности гальванометров.

• Электромагнитные приборы, имеющие довольно простую конструкцию, главными элементами которой являются неподвижная катушка и свободный магнит или же сердечник. При прохождении электрического тока этот подвижный элемент поворачивается или же втягивается в катушку. Основным минусом таких моделей стал нелинейность шкалы, что создаёт трудности при градуировке. В подавляющем большинстве случаев электромагнитные гальванометры эксплуатируются в качестве амперметров переменного тока.
• Электродинамические устройства, в которых катушки выполняют функции статичных и подвижных элементов.
• Зеркальные, отличающиеся от подавляющего большинства своих «собратьев» максимальной точностью. В этом оборудовании при снятии показаний используются небольшие зеркала и световой луч, отражаемый ими. В своё время данный тип гальванометров достаточно широко использовался.
• Вибрационные модели, являющиеся вариацией на тему зеркальных измерительных приборов. Одна из их основных особенностей – это компактные размеры и малый вес. Настройка устройства осуществляется посредством натяжения пружины.
• Тепловые гальванометры, конструкция которых включает в себя систему рычагов и проводник. При прохождении через последний электрического тока его длина изменяется (увеличивается). Параллельно с этим рычаги преобразуют данную деформацию проводника в отклонение стрелки-указателя.
• Апериодические. В данном случае суть функционирования оборудования сводится к тому, что после каждого отклонения стрелка гальванометра возвращается в положение равновесия.
• Баллистические устройства, используемые для определения параметров одиночных электрических импульсов. Подвижные элементы таких моделей характеризуются повышенной инерцией, что отличает их от остальных модификаций.

Помимо всего перечисленного, стоит уделить внимание также струнным гальванометрам. Речь в данном случае идёт об одной из первых конструкций, которая изначально применялась в медицине. Создателем прибора в 1895 году стал голландский физиолог Виллем Эйнтховен. Измерительное устройство состояло из кварцевой нити, которая за счёт своей минимальной толщины была способна совершать колебания под действием воздуха. Она удерживалась в магнитном поле под напряжением.

Все перечисленные разновидности гальванометров характеризуются простотой конструкции и эксплуатации. Однако за счёт активного внедрения передовых технологий и инновационных технических решений в наши дни практически повсеместно используются электронные измерительные приборы. Их основными преимуществами являются надёжность и, конечно же, максимальная точность.

Как правильно использовать?

Гальванометры можно с уверенностью назвать целым классом измерительного оборудования, характеризующегося максимальным уровнем точности и используемого для исследований величины электрического тока, проходящего через проводники, а также других его параметров. За счёт широкого ассортимента моделей и их функциональных возможностей эти измерительные приборы успешно эксплуатируются на производстве, в быту и в лабораторных условиях. При этом простейшее устройство можно изготовить своими руками.

Гальванометр работает как в качестве самостоятельного оборудования, отображающего параметры малых токов или выполняющего функции нуль-индикаторов, так и в виде основного блока других приборов. Так, существует вариант использования описываемой техники в качестве амперметра и вольтметра. Для этого потребуется:

• подключить шунтирующее сопротивление параллельно с устройством для определения силы тока в амперах;
• установить в цепи добавочное сопротивление последовательно для измерения напряжения.

Помимо указанных вариантов, гальванометры способны эффективно выполнять функции других приборов.

1. Термометра в тандеме с датчиком температуры и экспонометра при подключении фотодиода.
2. Измерителя заряда. Речь в данном случае идёт об эксплуатации именно баллистических гальванометров, предоставляющих возможность определить параметры одиночных импульсов, при прохождении которых происходит резкое движение (отброс) рамки.
3. Индикатора нуля, эффективно определяющий отсутствие электрического тока в цепи при фиксации указателя на нулевой отметке, градуированной соответствующим образом шкалы.
4. Устройства для записи сигналов осциллографа. Конструктивные особенности позволяют подключить гальванометр непосредственно к так называемому писчику. В итоге при фиксации любого импульса прибор моментально реагирует и параллельно активирует пишущее устройство, которое, в свою очередь, отображает все данные на бумаге.
5. Средства для выполнения оптической развёртки. Имеется в виду использование зеркальных моделей в системах лазерной оптики.

На данный момент аналоговые конструкции активно сдают свои позиции, уступая место современным, цифровым устройствам. В соответствии с актуальными статистическими данными, наиболее распространёнными сейчас являются зеркальные гальванометры. Они до сих пор достаточно широко эксплуатируются в качестве элементов различных лазерных установок. Это обусловлено их способностью отклонять лучи лазера.

Независимо от типа измерительного оборудования, его конструкции и функциональных возможностей, к его эксплуатации следует подходить грамотно. Параллельно требуется помнить о технике безопасности, поскольку речь идёт о работе с электрическим током. Не менее важными моментами будут правила хранения и обслуживания приборов, закреплённые в соответствующих инструкциях.

В следующем видео вы подробно узнаете о том, что такое вертикальный гальванометр и какие его принципе работы.

РАЗНИЦА МЕЖДУ ГАЛЬВАНОМЕТРОМ И АМПЕРМЕТРОМ | СРАВНИТЕ РАЗНИЦУ МЕЖДУ ПОХОЖИМИ ТЕРМИНАМИ — НАУКА

Гальванометр против амперметра Амперметр и гальванометр — два прибора, которые используются в области электронных и электрических измерений. Гальванометр — очень важный прибор, который используется д

Гальванометр против амперметра

Амперметр и гальванометр — два прибора, которые используются в области электронных и электрических измерений. Гальванометр — очень важный прибор, который используется для разработки других измерительных устройств. Он также используется для измерения электрических токов. Амперметр — это еще и прибор, который используется для измерения электрического тока. Требуется рабочее понимание этих устройств в таких областях, как электронная инженерия, электротехника, магнетизм и других областях. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое гальванометр и амперметр, принципы работы гальванометра и амперметра, сходства и, наконец, разница между гальванометром и амперметром.

Амперметр

Амперметр — это устройство, которое используется для измерения тока, проходящего через устройство. Амперметр имеет две клеммы для подключения внешних проводов. Эти клеммы обычно поляризованы. Механический амперметр состоит из проводящей катушки, помещенной во внешнее магнитное поле. Катушка поддерживается спиральной пружиной, которая прикладывает крутящий момент к оси, расположенной на поверхности катушки и перпендикулярной внешнему магнитному полю. Когда ток проходит через катушку, катушка имеет тенденцию вращаться из-за магнитного момента, создаваемого внешним магнитным полем на магните, создаваемым катушкой. Этот крутящий момент пропорционален току, проходящему через катушку для данной системы. Величина крутящего момента фактически зависит от внешнего магнитного поля, количества витков катушки, эффективной площади поверхности катушки и тока, проходящего через нее. Пружина возвращает катушку в исходное положение при прекращении подачи тока.

Помимо этой модели есть еще несколько моделей амперметров. В цифровых амперметрах используется операционный усилитель, модифицированный как амперметр, а также схема аналого-цифрового преобразования (АЦП).

Гальванометр

Гальванометр — это разновидность механического амперметра. Гальванометр назван в честь Луиджи Гальвани, итальянского физика, внесшего большой вклад в область электроэнергетики. Он также был известным врачом, который изобрел биоэлектричество.

Есть несколько типов гальванометров. Это касательные гальванометры, астатические гальванометры, зеркальные гальванометры и баллистические гальванометры. Гальванометр можно преобразовать в вольтметр. Для этого последовательно с гальванометром используется резистор с высоким номиналом.

Гальванометр может быть гальванометром с центральным нулем или гальванометром с угловым нулем (обычный гальванометр). Гальванометр с нулевым центром способен измерять токи в обоих направлениях, поскольку центр шкалы равен нулю. Другие гальванометры могут измерять ток только в одном направлении.

Гальванометры зеркальные — Энциклопедия по машиностроению XXL

Для повышения точности схемы двойного моста применяют гальванометры зеркального типа с чувствительностью порядка 10″ или 10″ А на 1°, используя для регистрации оптическую шкалу. На  [c.121]

Для повышения точности схемы двойного моста применяют гальванометры зеркального типа с чувствительностью порядка 10″ или 10 а на Г, используя для регистрации оптическую шкалу. На чувствительность схемы влияет также напряжение источника тока. Силу тока выбирают в зависимости от сопротивления измеряемого образца.  [c.178]

Гальванометр зеркальный двойной. 1001  [c.1416]

Разность температур между температурой исследуемого материала и температурой жидкости в термостате измеряют дифференциальной термопарой 8. Для измерения электродвижущей силы термопары используют зеркальный гальванометр 7 высокой чувствительности, а для изменения его чувствительности в цепь вводят декадный магазин сопротивления 9. Температуру термостатной жидкости измеряют ртутным термометром 6 с делением шкалы в 0,1°-  [c.524]

Термостолбик, установленный на подвижной подставке, присоединяется к высокочувствительному зеркальному гальванометру.  [c.533]

При наступлении стационарного режима, т. е. такого, когда температура поверхности образца некоторое время (в течение IQ мин) остается без изменения, записываются показания зеркального гальванометра, температура исследуемого материала и расстояние термостолбика от исследуемой поверхности. Затем термостолбик  [c.533]

Найдем предел чувствительности пружинных весов, газового термометра и зеркального гальванометра при однократном измерении.  [c.306]

Зеркальный гальванометр. Относительные точности взвешивания на пружинных весах (т/М 0- для Л1 = 1 мг при комнатной температуре) и измерения температуры газовым термометром (бТ/Г—10- 0), обусловленные флуктуациями подвижных частей измерительных приборов, в обычных условиях превышают чувствительность этих приборов, вызванную другими причинами. Поэтому в указанных случаях флуктуации в приборах практически не влияют на точность измерения.  [c.307]

Однако известны приборы, в которых флуктуационный предел чувствительности экспериментально достижим. Однократное измерение с помощью таких приборов оказывает влияние на точность измерения. В качестве примера рассмотрим зеркальный гальванометр. Сила тока / измеряется по углу отклонения ф легкого зеркальца с катушкой, подвешенных на тонкой, обычно кварцевой, нити. Предел чувствительности гальванометра определяется значением среднего квадратичного угла поворота зеркальца, вызванного тепловым движением молекул зеркальца и нити. Вычислим эту величину.  [c.307]

Эта величина ставит предел чувствительности единичного измерения зеркальным гальванометром. Многократные измерения позволяют во много раз понизить этот предел. При комнатной температуре и а=10 2 Дж (для кварцевой нити), (ф2) = 2-10- рад. Наблюдаемые колебания нулевой точки зеркального гальванометра объясняются именно этими флуктуациями.  [c.307]

Флуктуации определяют предел чувствительности особо Точных измерительных приборов (газовый термометр, пружинные весы, зеркальный гальванометр, электронная аппаратура). Для оценки максимальной чувствительности измерительного прибора необходимо знать характеристики флуктуационных процессов.  [c.149]

В 1924 году начались работы по поверке электроизмерительных приборов в Уфимской поверочной палате мер и весов. Для этого использовались потенциометры постоянного тока, делители напряжений, магазины сопротивлений, зеркальные гальванометры постоянного и переменного тока. В 1930 году создается лаборатория электрических измерений.  [c.96]

Изменение сопротивления датчика, пропорциональное измеряемой деформации, определяют переносным зеркальным гальванометром.  [c.273]

Магнитоэлектрические приборы используются в качестве точных, щитовых, лабораторных, переносных, стрелочных или зеркальных гальванометров. Применение магнитного шунта позволяет в широких пределах изменять чувствительность прибора. Успокоение — вихревыми токами, индуктирующимися в рамке, на которую помещена обмотка.  [c.523]

В процессе испытаний осуществлялся контроль силы трения и температуры рабочей поверхности. Силу трения измеряли с помощью проволочных тензометрических датчиков с сопротивлением 200 ом и базой 20 мм, наклеенных на гибкую балочку и соединенных по схеме моста. Сигнал подавался на зеркальный гальванометр марки ЛИ 7/6. Точность измерений — 7%.  [c.90]

В табл. 3 приведены данные некоторых типов коммерческих зеркальных гальванометров США, предназначенных для скани-  [c.81]

При измерении используется нулевой зеркальный гальванометр с чувствительностью к току не менее 100— 200 мм/мка.  [c.874]

Термопары следует тщательно отградуировать либо в комбинации с хорошим пирометрическим милливольтметром, или, еще лучше, с зеркальным гальванометром, либо приключая их к потенциометру.  [c.178]

При опытах с металлами и близкими к ним по тепловым свойствам материалами процесс протекает так быстро, что применять потенциометр становится невозможным в этих случаях приходится прибегать к мало инерционному зеркальному гальванометру, струн-  [c.178]

Для измерения д воспользуемся дифференциальной термопарой, помещая один спай внутрь термоприемника, в точке М, взятой так, как нам представится удобней, а другой — в точке JV среды Е термопара приключается к зеркальному гальванометру. В силу основного положения теории регулярного режима график изменения величины In с течением времени х позволит определить е, ибо аналогично формуле (13.4) имеем, заменив 0—t через ,  [c.219]

Технич. миллиамперметры Стрелочные гальванометры Зеркальные г яльвано-метры  [c.98]

Если темп охлаждения мал, то можно обойтись одним гальванометром, подключая его то к одной, то к другой термопаре. Прг измерении быстро меняющихся температур должны применяться безынерционные гальванометры, например зеркальные короткопериодные гальванометры чувствительностью но току 10- — 10 а-м/мм с критическим сопротивлением порядка 100 ом и периодом колеб Ний 3 сек. После измерения температуры в двух точк х образца строятся графики зависимостей lnOi = /i(T) и in 2 = /2(т). В результате получаются две параллел1)Ные прямые линии. Угловой коэффициент этих прямых определяет темп охлаждения.  [c.108]

Проведение испытания. До испытания устанавливают упругие характеристики материала трубы, проверяют ее размеры, плечи грузов, работу электротензометров и переносного зеркального гальванометра (см. 33). Следует обратить внимание на высокую чувствительность электродатчиков, которые реагируют даже на незначительное изменение температуры окружающих предметов. Поэтому испытание нужно проводить при постоянной температуре.  [c.102]

Цена деления прибора зависит от чувствительности гальванометра. Применяя зеркальный гальванометр, можнЬ получить с = 10 -8.  [c.157]

Оннес и ассистировавший ему Хольст изготовили новый образец затвердевшей ртути — залили ртуть в тончайший стеклянный капилляр и затем заморозили его, получив, таким образом, необычайно тонкий и длинный ртутный столбик. Из электротехники известно, что такой образец должен иметь большое сопротивление. Кроме того, в новом опыте экспериментаторы решили использовать для измерений сверхчувствительный зеркальный гальванометр. Этот гальванометр в сочетании  [c.149]

С целью установления технических характеристик токосъемов типа ТР проведены всесторонние лабораторные и производственные испытания. На специальном стенде исследовалось влияние изменения величины контактного зазора на пульсацию сопротивления медно-ртутного перехода ДД (о). Такая пульсация с оборотной частотой часто имеет место при наличии эксцентриситета у контактных колец. Измерения сопротивления выполнялись одинарнодвойным мостом Р329 с высокочувствительным зеркальным гальванометром типа М17/13. Исследования показали, что при достаточном количестве ртути в зазоре (не менее 20% от объема зазора) изменение сопротивления перехода в зависимости от угла поворота внутреннего кольца Ai (tp) не превышает 10 Ом в диапазоне эксцентриситетов е=0- 0,1 мм.  [c.156]

Если температурный ко-мпенсатор не требуется, то измерения могут вестись на мостике фиг 174, й [18]. Грубая настройка моста для данного датчика выполняется переменным сопротивлением R (декадный магазин сопротивления) до 2000 ом со ступенями в 0,1 ом. После грубой настройки мостика на нуль по стрелочному гальванометру С (1° = 2 м/ а) ведутся отсчёты по зеркальному гальваноме-  [c. 237]

В 1899 г. для электрофизиологии французский исследователь Ш. А. Д Арсонваль построил чувствительный зеркальный гальванометр с подковообразным магнитом, расположенным вертикально, и с бифиляр-  [c.356]

Ученый обнаружил, что тепловая радиация может быть определена по изменению электрического сопротивления элемента из прессованного угля, соединенного с приемной площадкой, на которой фокусируется тепловое излучение. Эдисон использовал тазиметр совместно с зеркальным гальванометром Томсона для определения температуры нагретых тел на расстоянии. Эдисон считал свой приемник излучения более чувствительным, чем термостолбик М. Меллони, и рекомендовал его мореплавателям для распознавания приближения ледяных гор, раньше чем они станут видимы невооруженным глазом. Однако для перехода к более широкому практическому использованию инфракрасного излучения и созданию новых оптико-электронных систем необходимо было заложить научный фундамент — физические основы оптико-электронного приборостроения.  [c.377]

Характеристики коммерческих зеркальных гальванометров США для сканирования лазерного луча [228J  [c.82]

Э. д. с. термопар замерялась потенциометром ППТН-1 и зеркальным гальванометром ГПЗ-2. Падение напряжения и сила тока на рабочем участке измерялась приборами класса 0,5. Давление паров жидкости измерялось с помощью ртутного дифманометра с миллиметровой зеркальной шкалой. До и после опыта отбирались пробы раствора для определения концентрации.  [c.119]

Это легко осуществляется в зеркальных гальванометрах при достаточном удалении шкалы от гальванометра или при применении круговой шкалы, причем пропорциональность сохраняется даже при очень малых силах тока— порядка 10 a. В более грубых магнитоэлектрических приборах пропорциональность соблюдается в силу самого устройства прибора и его равномерной шкалы она нарушается только для точек шкалы, близких к нулю, если нуль соответствует отсутствию тока в приборе.  [c.181]

Теория регулярного режима позволяет значительно упростить процесс измерения s и при этом дает широкие возможности изучения самых различных по конструкции термоприемников в самых разнообразных условиях никаких выверенных приборов при применении этого нового метода определения s, как будет видно из дальнейшего, не требуется необходимо только располагать достаточно чувствительным зеркальным гальванометром. Для исследования некоторых технических приборов, например отсасывающих пирометров [35], новый метод дает не только сущесгвенную экономию во времени, но является, пожалуй, и единственно надежным.  [c.218]

Приводим результаты одного из опытов с обработкой опытных данных. Мы пользовались для измерения температурной разности дифференциальной термопарой, приключая ее к хорошему зеркальному гальванометру чувствительностью приблизительно 10 — 10 а/дел.шк./л расст., с периодом колебаний около 10 сек. Перед началом опыта калориметр нагревался на 5—6° выше комнатной температуры 4 = t, при которой производился опыт. С этой целью его мы погружали в воду, температура которой была 26—28°, до верхней крышки, причем свободные концы термопары через магазин сопротивлений приключали к гальванометру, чтобы по отклонению зайчика судить приблизительно о степени нагретости цилиндра.  [c.284]

Гальванометры и амперметры — Справочник химика 21

    Ионная и электронная электропроводность. Проводники первого и второго рода. Прохождение тока сквозь раствор электролита механизм прохождения тока. Сопротивление проводника. Закон Ома. Единицы измерения (электрические). Основные приборы вольтметр, амперметр, гальванометр, кулонометр и т. д. Удельное сопротивление, удельная электропроводность. Мостик Уитстона. Принцип измерения сопротивления. Особенности измерения сопротивления раствора электролита (телефон, катушка Румкорфа). Влияние температуры и разведения нз удельную электропроводность. Молекулярная и эквивалентная электропроводность. Зависимость от температуры и разведения. Электропроводность при бесконечном разведении. Закон независимого перемещения ионов. Вычисление Хоо из подвижностей ионов. Вычисление степени и константы диссоциации для слабых электролитов. Сильные электролиты. Коэфициент электропроводности. Причины изменения с концентрацией в случае сильных электролитов. Скорости и подвижности ионов. Роль среды и природы иона. Электропроводность чистой воды. Введение поправки на эту величину. Определение константы прибора. Калибровка линейки. Переход от электропроводности, измеренной в данном сосуде, к удельной электропроводности. Кондуктометрическое титрование. [c.93]









    Наиболее распространенными приборами для измерения силы постоянного тока являются магнитоэлектрические гальванометры и амперметры. Гальванометры — это высокочувствительные амперметры, которые позволяют регистрировать токи до Ю А. Обычно они применяются в качестве нуль-индикаторов в приборах сравнения. Для этого на шкале прибора нужна лишь нулевая отметка.  [c.63]

    Гальванометры, амперметры, вольтметры и т. п. Это обычно приборы с подвижной рамкой (Д Арсонваля) они требуют осторожного обращения. Небольшие измерительные приборы снабжены подшипниками на камнях электрический контакт с подвижной частью осуществляется посредством пары тонких спиральных пружинок, подобных волоску в часах. Эти пружинки, являясь контактами, кроме того, создают незначительную противодействующую силу, которая стремится удержать стрелку в нулевом положении при отсутствии тока. Часто более чувствительными являются гальванометры подвесного типа, в которых рамка поддерживается вверху и внизу посредством тонких вертикальных проволок, проводящих ток и вызывающих противодействующую силу вследствие проявляемой упругости при скручивании. Трение почти целиком устраняется в этой системе, однако такой прибор более хрупок и поэтому не должен подвергаться механическим сотрясениям. В наиболее чувствительных гальванометрах на кварцевой нити, создающей лишь очень незначительную противодействующую силу при закручивании, свободно подвешивается рамка. Ток подводится посредством тонких золотых ленточек. Прибор снабжен арретирующим механизмом, предохраняющим рамку от повреждений. [c.426]

    Термоэлектрические измерительные приборы. Представляют собой магнитоэлектрический тип прибора с постоянным магнитом и подвижной катушкой в соединении с термоэлементом, спай которого вводится в цепь, через которую проходит измеряемый ток. Эти приборы выполняются в виде гальванометров, амперметров и вольтметров. Внутренние потери прибора равны, примерно, 1/5 таковых для тепловых приборов. Преимущественное применение—для средних и высоких частот. [c.907]

    В верхнюю часть колонны вставляется дефлегматор 6, при помощи которого регулируется количество орошения. Температура разных точек прибора замеряется при помощи многоточечного пирометра с переключателем 1S и гальванометра 22. Нагрев регулируется реостатами 20, пуск и остановка совершаются посредством рубильников 21. Управление процессом перегонки сосредоточено на щите, на котором смонтированы контрольные и регулирующие приборы реостаты 20, амперметр 19, рубильники 21, пирометры 25, вакуумметры 15 я 14 и др.  [c.222]

    Потенциометр ЭП-1М работает по компенсационной схеме. Измерение удельного электрического сопротивления грунта осуществляют методом амперметра-вольтметра. В качестве измерительного прибора используют гальванометр магнитоэлектрической системы с нулевым отсчетом. [c.68]

    Ход исследования сводится к следующему прежде всего градуируют катодный вольтметр. Для этого к входным клеммам усилителя подключают нормальный элемент, э. д. с. которого равна 1,0183 в. Затем, меняя сопротивление 7, при включенном усилителе устанавливают стрелку гальванометра на желаемое деление, которое отвечает напряжению 1,0183 в. После этого определяют цену деления шкалы гальванометра. Затем электролизер и кулонометр заливают электролитами и начинают пропускать ток. Амперметр в цепи служит для ориентировочного определения режима электролизера, при котором на катоде образуются качественные осадки. В определенном таким образом интервале плотностей тока и ведут электролиз. При этом устанавливают вполне точное значение выхода по току металла и водорода и величину катодного потенциала, которую и поддерживают постоянной с помощью реостата 6. [c.255]

    Заполненную катализатором трубку вставляют в специаль-(чую трубчатую печь с электрическим обогревом. Нагревание печи регулируют при помощи реостата. Для измерения температуры пользуются термопарой с гальванометром. Очень удобно следить за нагреванием печи по амперметру, если заранее известно, какой температуре печи соответствует та или иная сила тока. Этот способ наблюдения за температурой, конечно, недостаточно точен, но вполне пригоден для практических целей. [c.64]

    В магнитоэлектрических амперметрах (гальванометрах) используется воздействие поля неподвижного постоянного магнита на подвижную катушку (рамку), через которую протекает измеряемый ток (рис. 2.2). В некоторых приборах катушка является неподвижной, а постоянный магнит — подвижным. Между полюсами магнита помещают железный сердечник, вокруг которого на упругих подвесках вращается рамка с витками из медной проволоки. При прохождении тока магнитное поле поворачивает рамку до тех пор, пока вращающий момент поля не уравновесится вращающим моментом упругих подвесок или пружинок. Проградуировав прибор, т.е. определив, какому углу поворота соответствует измеряемый ток, можно судить о его силе. Угол поворота рамки, а вместе с нею и стрелки, будет тем больше, чем больше ток и чем больше чувствительность прибора. В зеркальных гальванометрах о силе тока судят по положению на шкале прибора светового пятна, отраженного от прикрепленного к рамке легкого зеркальца. [c.63]

    Для измерения силы и напряжения тока применяют амперметры и миллиамперметры, вольтметры и милливольтметры, а для измерения очень малых токов — гальванометры и мостовые схемы. Класс точности приборов определяется отношением абсолютной погрешности (разность между показанием прибора и действительным значением) к верхнему пределу измерения и выражается в процентах. [c.20]

    Схема прибора для анализа газа путем сравнения теплопроводностей изображена на фиг. П8, а. Здесь 1 и 2 — две металлические камеры с проходящими через них платиновыми проволоками, 3 4 — постоянные сопротивления, 5 — гальванометр, 6 — амперметр, 7 — батарея, 8 — реостат. Величина электрического тока, идущего от батареи 7, при измерениях должна оставаться постоянной это достигается регулировкой при помощи реостата 8 и амперметра 6. Если две одинаковые камеры 7 и 2 наполнены одним и тем же газом, то температура проволок будет одинакова и при равных сопротивлениях 3 и 4 гальванометр покажет отсутствие тока. Если в камере находятся газы с различной теплопроводностью, сопротивления плечей мостика будут различны и через гальванометр пойдет ток. Чем больше разница в теплопроводности газов, тем больший ток пойдет через гальванометр. При измерениях в одну из камер впускают стандартный газ, а в другую исследуемый. Перед измерениями прибор необходимо калибровать, для чего в одну из камер впу- [c.323]

    Автоматические самопишущие приборы. Электрические регистрирующие приборы могут быть разделены на два класса приборы, работающие на принципе отклонения, и приборы компенсационного типа. К приборам первого класса относятся гальванометры, вольтметры, амперметры, ваттметры и т. д. Они более просты в конструктивном отношении и обладают большим быстродействием, но меньшей точностью по сравнению с приборами компенсационного типа. [c.310]

    Температуру измеряли тройной дифференциальной термопарой, один конец которой находился в зоне паров, а два других — в высверленных в стенке корпуса отверстиях (см. рис. 1У-5). Через переключатель 16 термопара подсоединялась к гальванометру 15, с помощью которого определяли разности температур А/1 и Л г-Ротор испарителя приводился во вращение электродвигателем 10 постоянного тока, который подавался через выпрямитель 12. Скорость вращения ротора регулировали с помощью ступенчатого вариатора и реостата 11. Регулирование электронагрева производилось регулятором напряжения 14 с корректировкой по амперметру 13. [c.157]

    В плечи измерительного моста включено два платиновых сопротивления 1 тл 2, накаливаемых током от аккумулятора 6, и постоянное сопротивление 4. Силу тока в цепи регулируют реостатом 8 и контролируют амперметром 7. При настройке прибора через трубки с платиновыми сопротивлениями 1 и 2 пропускают воздух, и при помощи реостата 3 сопротивления компенсируются так, чтобы гальванометр 5 не показывал тока. После этого через трубку с сопротивлением 1 пропускают исследуемую газовую смесь, один из компонентов которой отличается по теплопроводности от остальных компонентов. При этом в связи с изменением теплопроводности окружающего спираль газа изменяются ее теплоотдача и температура. Изменение температуры приводит к изменению сопротивления спирали, и равновесие в мостике нарушается, гальванометр 5 начинает показывать некоторую силу тока, зависящую от степени нарушения равновесия, от содержания определяемого газа в газовой смеси. В некоторых случаях прибор калибруют не по воздуху, а по основному компоненту анализируемой смеси. [c.516]

    Принцип действия приборов М-416, ЭП-1М основан на компенсационном методе измерений. Схемы измерений всех приборов аналогичны. Удельное электрическое сопротивление грунта измеряют методом амперметра-вольтметра, чаще всего в качестве измерителйного прибора используют гальванометр магнитоэлектрической системы с нулевым отсчетом. [c.72]

    Наиболее распространенные регулирующие приборы, работающие по принципу прямого преобразования, — самопишущие вольтметры и амперметры, самопишущие гальванометры, осциллографы и различные механические приборы. [c.28]

    Полярографический анализ на постоянном токе в лабораторных условиях может быть выполнен с помощью довольно простой установки, состоящей из ячейки с ртутно-капельным электродом, источника постоянного тока (батарея с переменным сопротивлением) и микро-амперметра или гальванометра с шунтом. Полярограмма в этом случае может быть построена по точкам, полученным в результате измерения силы тока при последовательном ступенчатом изменении напряжения на ячейке (например, через 20—30 мв). [c. 23]

    Регулирование силы тока, подаваемого в печь, а следовательно, и температуры в ней достигается при помощи реостата 4. Силу тока измеряют амперметром 5 (на 15—20 а). Печь включают в сеть при введенном реостате. Затем реостат постепенно выводят до показания 4 а по амперметру и оставляют так до разогрева печи и на все время работы. По окончании вводят реостат и выключают ток. Для измерения температуры в печи устанавливается термопара с гальванометром 6. [c.276]

    Гальванометры, амперметры, вольтметры и т. д. Эти приборы имеют подвижную рамку и поэтому требуют осторожного обращения. Наибольшие электроизмерительные приборы обычно имеют оиоры на камнях,, в качестве подшипников, а электрический контакт с подвижной частью прибора осуществляется с помощью двух тонких спиральных пружин, аналогичных часовым волоскам. Кроме функций подведения тока, эти пружины создают небольшое противодействующее усилие, удерживаю-пхее при отсутствии тока стрелку прибора в нулевом положении. Более чувствительные гальванометры часто делают с подвесной системой,, в которой рамка удерживается сверху и снизу двумя тонкими вертикальными проволочками, служащими для подведения тока и создающими необходимое усилие, противодействующее скручиванию благодаря упругости материала этих проволочек. Трение в такой системе сводится до минимума, однако, такой прибор требует исключительно осторожного обращения и боится даже незначительных механических сотрясений. Наиболее чувствительные гальванометры имеют свободную подвеску системы на кварцевой нити, создающей очень малое противодействующее усилие. Электрический ток в таком приборе подводится по тонким золотым полоскам. Для предохранения такого гальванометра от повреждения он снабжен арретирующим механизмом. [c.312]

    Для определения полноты катодной защиты необходимы следующие приборы I) вольтметр, установленный в цепи катодной защиты и вольтметра М-231 2) амперметр, установ енный в цепи катодной защиты 3) электрическая цепь диод— гальванометр—диод, параллельнй подключенная к выходу катодной станции.  [c.120]

    ИЛИ наливных элементов типа Лекланше. Можно также применять батарейки от карманного фонарика. К ванне обязательно подключить вольтметр. Если поверхность покрываемого предмета менее 2 дм , нужно взять амперметр на 1 а с десятыми долями. Наиболее подходящим для установки будет школьный гальванометр с шунтом (на 1 а). Сопротивление реостата должно быть порядка нескольких омов, чтобы можно было изменять ток в пределах долей ампера. [c.443]

    СКЛЯНКИ дрекселя со щелочным раствором КМПО4. 2 — стеклянный реометр 3 — бу ферная склянка 4 — кварцевая или фарфоровая трубка 5 — термопара 6 — гальванометр 7 — трубчатая фарфоровая печь 8 — латр 9 — амперметр 10, 11 — поглотительные сосуды [c.34]

    Ход пластометрического испытан . После того как уголь загружен и аппарат собран, включают ток. Скорость нагревания угля регулируют автоматически или при помощи реостатов по показаниям амперметра и гальванометра (потенциометра). Для удобства ведения опыта температуру в обоих стаканах рекомендуется держать одинаковой. Время отмечают по барабану, скорость вращения которого 1 mmImuh. Нагрев ведут таким образом, чтобы через 30 мин после включения тока температура достигла 250° С. [c.76]

    Итак, если мы знаем иоверхность электрода, то чтобы определить скорость электрохимической реакции, достаточно с помощью какого-либо прибора измерить си.лу тока в электрохимической цепи. Для этого у электрохимиков имеются очень широкие возможностп, которые иредоставили им паши приборостроители. Достаточно сказать, что с помощью мощных амперметров мы можем измерять ток в сотни и тысячи ампер, а с помощью чувствительных гальванометров — ток менее 0,0000000001 а. Современные электрометрические усилители позволяют измерять токи еще в 100 раз меньше этого. Если бы такой сверхмалый ток мы употребили для выделения путем электролиза воды 1 см водорода, то, чтобы накопить это количество газа, нам потребовалось бы около 140 тысяч лет. Таким образом, те ничтожные скорости электрохимических реакций, которые на первый взгляд могут показаться недоступными экспериментальному изучению, измеряются современными приборами быстро и точно. [c.45]

    Измерительная электрическая схема представлена на рис. 6. Она состоит из потенциометрической установки УПН /з завода Эталон , в которую входят потенциометр ПН-4, зеркальный гальванометр ГПЗ-2 и -нормальный элемент И класса, из образцовых катушек I класса, источников тока (система аккумуляторов большой емкости), инверсионного переключателя, штепсельных реостатов (на схеме показаны нолзунковые реостаты), контрольного амперметра и миллиамперметра. [c.249]

Гальванометр — MagLab

В этом учебном пособии показано, как работает гальванометр, прибор, который обнаруживает и измеряет небольшие величины тока в электрической цепи.

Гальванометр — это прибор, который может обнаруживать и измерять небольшие величины тока в электрической цепи. Первый гальванометр был построен всего через несколько месяцев после того, как Ганс Христиан Эрстед продемонстрировал в 1820 году, что электрический ток может отклонять намагниченную стрелку. Устройство было собрано немецким математиком и физиком Иоганном Швайггером , который назвал его умножителем.По сути, гальванометр состоит из такой иглы, прикрепленной к катушке, установленной так, что катушка может свободно вращаться в магнитном поле, создаваемом полюсами одного или нескольких постоянных магнитов. Когда электричество проходит через катушку, магнитное поле, создаваемое проводом с током, взаимодействует с полем постоянных магнитов (перемещаясь от северного полюса к южному), создавая крутящую силу, известную как крутящий момент, которая вращает катушку, ответная реакция объясняется правилом левой руки.Отклонение стрелки гальванометра пропорционально току, протекающему через катушку.

В этом руководстве представлен простой безыгольный гальванометр. Чтобы наблюдать воздействие электрического тока на катушку, нажмите синюю кнопку Включить , чтобы активировать Рубильник . Это действие позволяет току от батареи   течь по цепи (от положительного к отрицательному) через катушку, расположенную между противоположными полюсами двух стержневых магнитов .Магнитное поле, создаваемое током в катушке, находится под прямым углом к ​​плоскости катушки; это поле изображено фиолетовыми стрелками, кончики которых обозначают северный конец поля. Это индуцированное магнитное поле заставляет катушку качаться, поскольку южный полюс магнитного поля катушки притягивается к северному полюсу поля стержневого магнита. После того, как катушка выровнена таким образом, она больше не будет двигаться, если только направление тока через катушку не будет изменено на обратное путем нажатия кнопки Flip Battery .Это действие меняет полюса магнитного поля, создаваемого вокруг катушки, когда через нее проходит ток, поэтому катушка качается в противоположном направлении. Чтобы остановить поток электричества через катушку, нажмите красную кнопку Turn Off  .

Гальванометр — обзор | ScienceDirect Topics

Гальванометр Факты для детей

Гальванометр — это разновидность амперметра. Это прибор для обнаружения и измерения электрического тока. Это аналоговый электромеханический преобразователь, который создает вращательное отклонение через ограниченную дугу в ответ на электрический ток, протекающий через его катушку. Этот термин был расширен и теперь включает использование одного и того же механизма в записывающем, позиционирующем и сервомеханическом оборудовании.

Операция

Чаще всего используется в качестве аналогового измерительного прибора, часто называемого измерителем. Он используется для измерения постоянного тока (потока электрического заряда) через электрическую цепь. Форма Д’Арсонваля/Уэстона, используемая сегодня, состоит из небольшой вращающейся катушки проволоки в поле постоянного магнита. Катушка прикреплена к тонкой стрелке, пересекающей калиброванную шкалу. Крошечная торсионная пружина тянет катушку и указатель в нулевое положение.

Когда через катушку протекает постоянный ток (DC), катушка создает магнитное поле.Это поле действует против постоянного магнита. Катушка закручивается, упираясь в пружину, и перемещает стрелку. Стрелка указывает на шкалу, показывающую силу тока. Тщательная конструкция полюсных наконечников гарантирует, что магнитное поле является однородным, так что угол указателя пропорционален току. Полезный измеритель обычно содержит приспособление для демпфирования механического резонанса подвижной катушки и стрелки, так что стрелка быстро устанавливается на свое место без колебаний.

Тангенциальный гальванометр

Тангенциальный гальванометр производства JHBunnell Co. около 1890 г.

Тангенциальный гальванометр — это ранний измерительный прибор, используемый для измерения электрического тока. Он работает, используя стрелку компаса для сравнения магнитного поля, создаваемого неизвестным током, с магнитным полем Земли. Он получил свое название от своего принципа действия, тангенциального закона магнетизма, который гласит, что тангенс угла, который образует стрелка компаса, пропорционален отношению сил двух перпендикулярных магнитных полей.Впервые он был описан Клодом Серве Матиасом Пуйе в 1837 году.

Тангенциальный гальванометр состоит из катушки изолированного медного провода, намотанной на круглую немагнитную рамку. Рама установлена ​​вертикально на горизонтальном основании, снабженном выравнивающими винтами. Катушку можно вращать вокруг вертикальной оси, проходящей через ее центр. Компасная коробка установлена ​​горизонтально в центре круглой шкалы. Он состоит из крошечной мощной магнитной стрелки, вращающейся в центре катушки. Магнитная стрелка может свободно вращаться в горизонтальной плоскости.Круговая шкала разделена на четыре квадранта. Каждый квадрант имеет градуировку от 0° до 90°. Длинная тонкая алюминиевая указка прикреплена к игле в ее центре и под прямым углом к ​​ней. Во избежание ошибок из-за параллакса под стрелкой компаса установлено плоское зеркало.

Картинки для детей

• Ранний гальванометр Д’Арсонваля с магнитом и вращающейся катушкой

• Лазерное сканирующее зеркало с замкнутым контуром, управляемое гальванометром

• Механизм гальванометра (центральная часть), используемый в блоке автоматической экспозиции 8-мм пленочного фотоаппарата, вместе с фоторезистором (виден в отверстии вверху левой части).

• Зеркальный гальванометр Томсона, запатентованный в 1858 г.

• Гальванометр Д’Арсонваля / Вестона (ок. 1900 г.). Часть левого полюса магнита выломана, чтобы показать катушку.

• Тангенциальный гальванометр Пуйе 1850 года на выставке в Музее истории наук в Виль-де-Женев

• Вид сверху на тангенциальный гальванометр, изготовленный около 1950 года. Индикаторная стрелка компаса перпендикулярна более короткой черной магнитной стрелке.

• Гальванометр на выставке в Музее истории наук в Женеве

• Деталь астатического гальванометра.

Использование гальванометра для обнаружения и измерения электрического тока

Как работает гальванометр

Проволока намотана на кусок железа и помещена между двумя магнитами, при этом противоположные концы магнитов обращены друг к другу. Концы провода подключаются к клеммам, к которым можно подключить цепь.

Когда электрический ток проходит через катушку, к обмотанному проволокой сердечнику прикладывается крутящий момент, который скручивает его. Величина скручивания пропорциональна току через провод. Игла останавливается, когда крутящий момент электромагнитной силы равен крутящему моменту пружины. При отключении тока пружина возвращает стрелку в 0.

Полное отклонение

Полное отклонение — это диапазон от 0 до максимального значения тока в проводе.Цепи могут иметь силу тока с очень малыми значениями в диапазоне от наноампер (нА = 10-9 А) до сотен ампер. Пружина в гальванометре имеет ограничение на то, какое усилие можно приложить к ней, прежде чем она сломается, поэтому гальванометр необходимо настроить для работы с большим током.

При проектировании гальванометра необходимо определить диапазон измеряемых им токов. Когда нужно измерить большой ток, поворотный переключатель поворачивается, чтобы задействовать шунт , который представляет собой специальный резистор с гораздо меньшим сопротивлением, чем сердечник с проволочной обмоткой.На гальванометре имеется несколько шкал, позволяющих измерять диапазон токов.

Значительно более низкое сопротивление шунта по сравнению с проволочной петлей позволяет большей части тока проходить через шунт. Меньший ток, протекающий через устройство, регистрирует значение, которое вы могли бы прочесть по меньшей шкале силы тока. Определим, как рассчитать сопротивление шунта для уменьшения прогиба.

Сопротивление шунта

Допустим, мы разрабатываем гальванометр, способный измерять от 0 до 10 мА с использованием двух шкал.Поворотный диск на гальванометре будет иметь два положения. Настройка 1 будет от 0 до 1 мА, а настройка 2 будет от 0 до 10 мА. Внутреннее сопротивление схемы «проволочная петля» составляет 10 Ом, и из-за пружины она может выдерживать только 1 мА. Наша цель — определить сопротивление шунта, которое нам понадобится, чтобы разрешить второй диапазон больших значений тока. Начнем с принципиальной схемы, показывающей внутреннее сопротивление самого гальванометра и подключенного параллельно ему шунта.

• Суммарный ток
• ИС — ток через шунт
• ID — ток через прибор (гальванометр)
• RS — сопротивление шунта
• RD — сопротивление прибора

Закон Кирхгофа для тока гласит, что когда ток достигает ответвления в цепи, он разделяется, но общий ток остается прежним. Исходя из нашей принципиальной схемы получаем

Поскольку шунт параллелен внутреннему сопротивлению гальванометра, напряжения на них одинаковы, что дает нам

Максимальный ток, который может измерить гальванометр при полном отклонении, равен Id.Максимальная сила тока в цепи равна It. Теперь мы можем рассчитать сопротивление шунта, необходимое для максимального тока в цепи.

• Id, fs – ток через гальванометр при полном отклонении.

Решив уравнение для сопротивления шунта, Rs, получим

Теперь мы можем рассчитать сопротивление необходимого нам шунта.

Шунт должен иметь сопротивление 1,11 Ом, чтобы можно было измерять токи от 0 до 10 мА.

Краткий обзор урока

Гальванометр — это устройство, измеряющее электрический ток. Он состоит из твердой массы железа, обернутой медной проволокой с прикрепленной к ней иглой и помещенной между противоположными концами двух магнитов. К железному сердечнику прикреплена пружина, и когда по проводу течет ток, действует крутящий момент железного сердечника, перемещающего иглу.Когда крутящий момент на железном сердечнике больше не может заставить пружину растягиваться, стрелка перестает двигаться, и то, на что она указывает на шкале, и есть ток.

Через устройство может пройти только небольшой ток, потому что у пружины есть ограничение на то, насколько сильно она может растянуться, прежде чем разрушится. Чтобы иметь возможность измерять большие токи, параллельно устройству подключается шунт с меньшим сопротивлением, чем у устройства. Это делает общий ток в цепи разделенным на стыке между шунтом и устройством, при этом основная часть тока проходит через шунт.Гальванометр имеет поворотный переключатель, позволяющий задействовать шунт, который соответствует шкале, на которой считывается ток. Например, для токов от 0 до 1 мА используется настройка 1, а от 0 до 10 мА — настройка 2.

Уравнение для расчета сопротивления необходимого шунта:

Гальванометры

Гальванометры

Далее: Примеры работы
Вверх: Магнетизм
Предыдущий: Закон Гаусса для магнитного поля

Гальванометры

Мы много говорили о разности потенциалов, токах и
сопротивления, но мы
мало говорили о том, как эти величины могут быть измерены.Давайте сейчас
исследовать эту тему.

Вообще говоря, напрямую можно измерять только электрические токи. потенциал
различия и
сопротивления обычно выводятся из измерений электрических токов.
Самый точный метод измерения электрического тока – это использование
прибор под названием гальванометр .

Гальванометр состоит из прямоугольной проводящей катушки, которая может свободно поворачиваться в вертикальном направлении.
примерно по ровной горизонтальной
магнитное поле — см.31. Магнитное поле обычно создается
постоянным магнитом. Предположим, что по катушке протекает ток.
Какие силы действуют на катушку со стороны магнитного поля?
Согласно уравнению (152),
силы, действующие на те участки катушки, в которых
токовые прогоны в горизонтальной плоскости направлены вертикально вверх или вниз.
Эти силы несущественны, так как они поглощаются несущей конструкцией.
катушка, которая не позволяет катушке двигаться вертикально.
Уравнение (152) также подразумевает, что сила, действующая на
сечение катушки, в котором ток течет вниз, имеет величину
, где длина этого участка и направлена ​​из
страницу (на рисунке).Аналогично, сила, действующая на
сечение катушки, в котором ток течет вверх, также
величина и направляется на страницу. Эти две силы
приложить крутящий момент к катушке, которая пытается закрутить ее вокруг своей вертикали.
оси против часовой стрелки (если смотреть сверху). С помощью
обычное определение крутящего момента ( т.е. , крутящий момент является произведением
сила и перпендикулярное расстояние от линии действия
сила к оси вращения), чистый крутящий момент, действующий на катушку, равен

где – горизонтальная ширина витка, а – его площадь.Примечание
два вертикальных участка катушки дают равные вклады в
крутящий момент.
Строго говоря, приведенное выше выражение справедливо только тогда, когда катушка лежит в плоскости
магнитное поле. Однако гальванометры обычно имеют изогнутую форму.
магнитный полюс
штук для того, чтобы при вращении катушки она всегда оставалась в плоскости магнитного поля.
Отсюда следует, что для фиксированной напряженности магнитного поля и фиксированной площади катушки
крутящий момент, действующий на катушку, прямо пропорционален току
.

Катушка в гальванометре обычно подвешена на торсионной проволоке. То
провод оказывает восстанавливающий момент на катушку, которая пытается закрутить ее обратно в
его исходное положение. Сила этого восстанавливающего момента напрямую
пропорциональна углу поворота
. Это следует из того,
в равновесии, когда магнитный момент уравновешивает восстанавливающий момент,
угол поворота
прямо пропорциональна
к току, протекающему по катушке.Угол поворота можно измерить
прикрепив к катушке указатель, а еще лучше, установив на катушку зеркало,
и отражение луча света от зеркала. С
,
Устройство можно легко откалибровать, пропустив через него известный ток.

Конечно, существует практический предел тому, насколько велик угол закручивания.
может стать в гальванометре. Если торсионная проволока скручена
слишком большой угол
затем он будет постоянно деформироваться и в конечном итоге сломается. Для того чтобы этого не произошло, большинство гальванометров оснащены
со стопором, который физически предотвращает скручивание катушки более чем на
(сказать) . Таким образом, существует максимальный ток, который
гальванометр может измерить. Это обычно называют
полный ток отклонения . Ток полного отклонения в
обычные гальванометры обычно довольно малы: , например. ,
.
Итак, что же нам делать, если мы хотим измерить большой ток?

Что мы делаем, так это подключаем шунтирующий резистор параллельно с
гальванометра, так что большая часть тока протекает через резистор, и
только небольшая часть тока протекает через сам гальванометр.Это
проиллюстрировано на рис. 32. Пусть сопротивление гальванометра
быть , а сопротивление шунтирующего резистора быть . Предположим, что
мы хотим иметь возможность измерить полный ток, протекающий через гальванометр
и шунтирующий резистор до максимального значения .
Этого можно добиться, если ток, протекающий через гальванометр, равен
полный ток отклонения при . В этом
В этом случае ток, протекающий через шунтирующий резистор,
ценность
. Падение потенциала на шунтирующем резисторе равно
следовательно
.Это потенциальное падение должно соответствовать
падение потенциала
через гальванометр, так как гальванометр
подключен параллельно шунтирующему резистору. Это следует из того

что сводится к

Используя эту формулу, мы всегда можем выбрать соответствующий шунтирующий резистор, позволяющий
гальванометр для измерения любого тока, независимо от его величины.Например, если
полный ток отклонения
, максимальный ток
мы хотим измерить
, а сопротивление
гальванометр
, то соответствующее сопротивление шунта равно

Большинство гальванометров оснащены циферблатом, который позволяет нам выбирать между
различные альтернативные диапазоны токов, которые может измерять прибор: напр. ,
0-мА, 0-1А или 0-10А. Все, что делает циферблат, это переключение
между разными
шунтирующие резисторы, включенные параллельно самому гальванометру.Отметим, наконец, что эквивалентное сопротивление гальванометра и его
шунтирующий резистор

Понятно, что если ток полного отклонения много меньше максимального тока
которое мы хотим измерить, то эквивалентное сопротивление действительно очень мало.
Таким образом, есть преимущество в том, чтобы сделать ток полного отклонения
гальванометра мал. Небольшой ток полного отклонения означает
малое эквивалентное сопротивление гальванометра, а значит,
гальванометр может быть включен в электрическую цепь без серьезного нарушения
потоки, протекающие вокруг этого
схема.

Рисунок 32:
Принципиальная схема гальванометра для измерения тока.

С помощью гальванометра можно измерить разность потенциалов, а также
ток (хотя в первом случае он действительно измеряет ток). В
для измерения разности потенциалов между двумя точками и в
какую-нибудь схему, подключаем гальванометр, последовательно с шунтирующим резистором, через
эти две точки — см. рис. 33. Гальванометр потребляет ток из цепи.Этот ток, конечно, пропорционален разности потенциалов между
и , что позволяет связать показания гальванометра
к напряжению, которое мы пытаемся измерить. Предположим, что мы хотим измерить напряжение в
диапазон от 0 до . Что является правильным выбором
сопротивление шунта? Ну и эквивалентное сопротивление
шунтирующий резистор и гальванометр , где
сопротивление гальванометра. Таким образом, ток, протекающий через
гальванометр
. Мы хотим, чтобы этот ток был равен полному току отклонения гальванометра, когда потенциал
разница между баллами и достигает максимально допустимого значения
.Это следует из того

что дает

Используя эту формулу, мы всегда можем выбрать соответствующий шунтирующий резистор, позволяющий
гальванометр для измерения любого напряжения, независимо от его величины. Например,
если ток полного отклонения
,
максимальное напряжение, которое мы хотим измерить, равно V, а сопротивление
гальванометра
, то соответствующий
сопротивление шунта

Опять же, есть преимущество в том, чтобы сделать отклонение на всю шкалу.
ток гальванометра, используемого в качестве вольтметра, мал, т.к.
правильно настроенный гальванометр никогда не
потребляет больше тока из цепи, чем его полный ток отклонения.Если
этот ток мал, то гальванометр может измерять разность потенциалов
в цепи без существенного возмущения токов, протекающих
вокруг этой цепи.

Далее: Примеры работы
Вверх: Магнетизм
Предыдущий: Закон Гаусса для магнитного поля

Гальванометры

Карл Гаусс и Вильгельм Вебер разработали очень чувствительный гальванометр, который
получил название зеркального гальванометра. Электрически он был таким же, как и другие
устройства с магнитом, подвешенным в середине катушки проволоки. Что сделало это
настолько чувствительными, что они могли измерять очень малые обороты магнита.

Они сделали это, прикрепив зеркало к нити, которую закручивал магнит.
Затем они направили на зеркало небольшой телескоп или подзорную трубу. Подзорная труба
см. отражение, если линейка.Очень маленькое вращение зеркала приведет к
в
отражение, показывающее другую точку на линейке.

Они использовали его для создания первой телеграфной системы. Передатчик был катушкой
проволоки, через которую кто-нибудь бросит магнит. Катушка передатчика была подключена
к зеркальной катушке гальванометра. Если магнит сначала прошел через северный полюс,

гальванометр будет отклоняться в одном направлении. Если магнит сначала упал южным полюсом,
гальванометр отклонится в другую сторону.

Позже Уильям Томпсон внес многочисленные усовершенствования в зеркальный гальванометр.
дизайн.Например, он устроил так, чтобы на зеркало светил точечный источник света,
который отражал бы его, чтобы создать точку света на шкале.

гальванометр | Infoplease

гальванометр găl˝vənŏm´ətər [ключ], прибор, используемый для определения наличия, направления и силы электрического тока в проводнике.Все гальванометры основаны на открытии Ганса С. Эрстеда, согласно которому магнитная стрелка отклоняется под действием электрического тока в близлежащем проводнике. Когда через проводник проходит электрический ток, магнитная стрелка стремится повернуться под прямым углом к ​​проводнику так, что ее направление параллельно линиям индукции вокруг проводника, а ее северный полюс указывает в направлении, в котором эти линии индукции поток. Как правило, угол поворота стрелки зависит от силы тока.В первых гальванометрах свободно вращающаяся магнитная стрелка подвешивалась на мотке проволоки; в более поздних версиях магнит был зафиксирован, а катушка стала подвижной. Современные гальванометры относятся к этому типу с подвижной катушкой и называются гальванометрами д’Арсонваля (в честь французского физика Арсена д’Арсонваля). Если к подвижной катушке прикрепить стрелку так, чтобы она проходила по соответствующим образом откалиброванной шкале, гальванометр можно использовать для количественного измерения тока, проходящего через нее. Такие калиброванные гальванометры используются во многих электроизмерительных приборах.Амперметр постоянного тока, прибор для измерения постоянного тока, часто состоит из калиброванного гальванометра, через который проходит измеряемый ток. Поскольку сильные токи могут повредить гальванометр, предусмотрен байпас или шунт, так что через гальванометр проходит только определенный известный процент тока. Измеряя известный процент тока, можно получить полный ток. Вольтметр постоянного тока, способный измерять постоянное напряжение, состоит из калиброванного гальванометра, соединенного последовательно (см. электрическую схему) с большим сопротивлением.