Наименование на работа: галванометъра и неговото прилагане
Специализация: Energy
Размер на файла: 206.5 KB
изтеглен на работа: 60 души.
Галванометър и неговото прилагане
Въведение. Галванометри наречени електричество-борчета в за измерване на малки стойности на ток, напрежение или електрически заряд преминал. лабораторни практики, използвани галванометри на различни конструкции с различни електрически и механични параметри. Но най-широко използваните галванометри DC магнито-електрически измервания ICU тема, основното предимство на което # 150; висока чувствителност. В тези устройства, въртенето на подвижната част и свързаната с него показалеца (за превключване, светлината) се осъществява чрез взаимодействието на рамката с тока и магнитното поле на постоянния магнит (фигура 1).
Въздушната междина между полюсите на постоянния магнит 3 и радиално магнитно поле фиксирана цилиндричната 5 е създаден. В подвижната рама 7, монтирани върху презрамките 4 могат да се въртят около ядрото 5 в областта на магнит. Към кадър 7 е фиксирана стрелките 2, балансираният противотежест 6. електрическия ток, предоставена от стрии 4 в измервателната рамка.
Обмислете поведението на кадъра при тези условия (фиг.2).
Когато електрическият ток протича през намотка I рамка, състояща се от п превръща от тънка тел, в вертикални страни б. schiesya-констатация в радиална магнитното поле действа двойка Е. сили създават въртящ момент,
където # 150; магнитния момент на рамката.
Големината на въртящия момент е равно на
където е # 150; кадър област.
В рамките на тази рамка въртящ момент и свързаната стрелка да се върти до момента M ин еластични сили. безпроблемно каещия се в банери по тяхно усукване балансира момента М.
В състояние на равновесие
Успокояващо подвижната част се дължи на течения, предизвикани в рамката на шасито и неговото прекратяване, ако последният е затворен за външни съпротива.
Позицията на равновесие в присъствието на свързания В кадър I ъгъл на отклонение игла инструмент
По този начин, на ъглово отместване на показалеца е пропорционална на тока, протичащ в рамката. Коефициентът на пропорционалност S I се казва, ток чувствителен галванометър.
От горното равенство е ясно от данните на дизайна на галванометъра, който зависи от неговата чувствителност.
Реципрочен на чувствителност, която се нарича постоянен ток
Въпреки това, деформацията на иглата е по-удобно за измерване на броя на деленията на скалата е пряко пропорционална на Н. . Следователно взаимозаменяеми с друга стойност I # 150; С I. призова сегашния си мащаб разделение стойност
Цена разделение се измерва в A / DIV и показва колко ток трябва да се преминава през галванометъра да ръката му се отклонили за една дивизия на скалата.
Когато ток I в рамка устройство за измерване на клемите му напрежение, генерирани
където R G # 150; вътрешното съпротивление на галванометър. Следователно, чрез деформация може да се определи напрежението на клемите на галванометър т.е. галванометър в този случай действа като волтметър. Стойността на C U се нарича цена скалното деление на напрежение и се измерва в V / DIV
Галванометри с ниско вътрешно съпротивление, предназначени за измерване на ток, се нарича микро-амперметър. Когато амперметър в съпротивлението на веригата почти не се увеличава почти не променя течаща ток.
Максималният ток, който може да се преминава през рамката на галванометъра, е малък, по дефиниция. За да се разшири обхвата на измерените токове се използват шънтове # 150; резистор свързан паралелно на измервателното устройство. Когато само част от маневриране ток се измерва, при което малките протича през измервателното устройство и действа директно върху рамката, по-голямата част преминава през шунта. Следователно е необходимо bólshey част от настоящите клонове шунт на ниско съпротивление в сравнение с обхвата на съпротивлението R G. По този начин, галванометър шунт (амперметър) обикновено ще има още по-малка устойчивост от R G.
Да предположим, че трябва да се измери настоящите аз 0. до п пъти по-голяма от сегашната пълното отклонение галванометър аз уре # 150; ток причинява деформация при пълна известен още като скала # 150; максималната (лимит) ток на устройството, без да разкарвам. За изчисляване на шунт резистентност С правила, приложими за верига Кирхоф е показано на Фигура 3,
Използване на състоянието I 0 = щ Лим. Ние считаме, устойчивост шънт
Шунт обикновено изработен от високо съпротивление тел сегмент (константан, Манганови) има съпротивление и точка S S. Дължината му се изчислява по формулата
Галванометри адаптирани за измерване на потенциалната разлика могат да бъдат наречени волтметри. устойчивост волтметър трябва да бъде значително по-голяма от частта за устойчивост схема, на която измерената спад на напрежението, за да превключите волтметър не предизвика нежелано ток преразпределение между товара и на измервателното устройство. Ако вътрешното съпротивление на галванометър е недостатъчно, с него серия включва допълнителен резистор R реклама (фиг.4).
Включването на допълнителен резистор R обява представи добре в тези случаи, когато това е необходимо да се разшири границите на измерване на напрежението на устройството. Големината на R реклама се изчислява от условието, че токът в измервателния уред не трябва да надвишава сегашното пълното отклонение галванометъра аз Лим. Прилагането на закона на Ом за вторична верига
Ако е необходимо, за да се измери напрежението U 0. което е м пъти повече, отколкото на граница на напрежението U, уре. галванометър измерва директно U = 0 MU Лим. стойността на допълнителното съпротивление се изчислява, както следва:
т.е. за разширяване на ограничението на напрежението на измерване в м пъти съпротивлението на резистор трябва да бъде в допълнение към (m-1) пъти вътрешното съпротивление на галванометър.
По този начин, за да се изчисли съпротивлението разкарвам С и рекламната допълнително необходимостта резистори R да се знае, вътрешното съпротивление на галванометричните R G. Мярка по обичайния начин, например уред за измерване, не е възможно, защото галванометричните може да се преминава през малък ток, много по-малък от текущия омметър. Ето защо, те действат по различен начин. Вътрешното съпротивление на галванометър, чувствителността на тока и напрежението може да бъде. по-специално, определен чрез измервания в диаграма на електрическа верига на който е показан на фиг. 5. Ето, G # 150; изследва галванометър, SP # 150; Стабилизиран DC захранване с вграден волтметър, резистори R 2. R 3 представлява делител на напрежение-нето, а резистор R шънт е 2 и R 1 # 150; допълнителна устойчивост на галванометър.
Текущ на мястото на BP. в съответствие със закона на Ом, тя е
U # 150; напрежението на захранващия източник SP изход.
спад на напрежението в частта на веригата AB
Според първото правило на Кирхоф
Решаването на уравнение (16,17,18) спрямо I # 150; ток галванометър получи
където N # 150; броя на деленията, към който се отклонява стрелката на ток I.
Ние направи съпротивление R1 = 0 и чрез променлив резистор R 2 и R 3 се установи стрелка галванометър цифровизираните в дясната кърлеж марка. Това състояние съответства на броя на градуирани N Лим и галванометър ток I Лим. Тогава (19) приема следния вид:
За да започнете постепенно да се увеличи съпротивлението R 1. галванометър ток ще намалее. Нека стойност от R 1 и по този начин се .Tok съм аз аз Лим и стрелката се установява в някакъв разпад N аз мащаб.
От израза (19) пишем следното:
Като се равнява на дясната страна на изразяване (21) и (22) и заместване на R и R AB 1 AB. получаваме
Четливостта ток мащаб се определя от уравнението (20)
Цена разделение скалата за галванометър напрежение
Монтаж Описание. В лабораторията са монтирани панели следните устройства: magnetoelectric галванометър система тип LM. Две резистори R33 магазин като резистори R 1 и R 3. променлив резистор R 2 до 1 ома с пристъпи регулиране чрез 0.1 ома. Устройството се състои от стабилизиран източник на постоянен ток с вграден B5-70 волтметър, дава регулируем изходното напрежение 0 ... 30 V и mnogopredelny ampervoltmetr.
Количеството на ток в галванометър е ограничена от факта, че резистор R 2 има малка устойчивост, докато резистор R 3 е инсталиран възможно резистентност, така че съотношението на напрежение става разделяне около 10 месец юни.
Определящите характеристики галванометър
Измерване. 1.Podgotovte устройства, за да работят. За тази цел, R1 = 0. R 2 O = 1 m. R 3 # 150; макс.
2. Преди монтажа бутона за регулиране верига "U" на захранването, SP настроено на минималното изходното напрежение, превключвателят "Извън / Inside" # 150; към "отвътре", което показва, превключвател «V / A» # 150; в позиция «В» (измерване на изходното напрежение).
3.Soberite електрическа верига съгласно схемата (Фигура 5) и предложи чрез препаративна дарители или техник да се провери.
4.Vklyuchite мрежа B5-70 захранване и настроите копчето "U" на изхода на регулатора на напрежението 4 ... 6 V.
5.Umenshaya магазин съпротивление R 3 (започвайки от най-старите десетилетие), определена галванометър стрелка на крайно дясно на деление на скалата (деление за N Lim). N стойности Лим и R 3 в таблицата за запис.
6.Podberite магазин съпротивление R 1, така че иглата на галванометър последователно установена на N I = 35; 25; 15 мащаб разделения. Стойностите N и 1 I и R запис в таблицата.
Обработка на резултатите от измерването. 1.Po формули (23, 24, 25) изчисляване на вътрешното съпротивление на галванометър, текущата цена и разделяне на напрежението за всяко измерване. Намери средните им стойности.
2.Calculate ширина половината от доверителен интервал ученика
3.Okonchatelny рекордни резултати под формата на
с посочване на фактора на доверие.
4. В една и съща форма, отразява резултатите от определяне на цената на разделянето на галванометъра мащаб на текущите цени и разделението на напрежението.
галванометър работа като волтметър
Както бе споменато по-горе, галванометър може да се използва като волтметър, ако изкуствено увеличаване на нейната устойчивост. Това се постига чрез включване в серията с измервателната рамка допълнителен резистор R рекламата. Максималната стрес, който може да бъде измерена чрез галванометър пряко определя от цената на устройството, както и номера на напрежение разделителната от градуирани на своята N Лим. т.е. U Lim = C U N Лим.
Измерване. 1.Rasschitayte допълнителна стойност резистентност съгласно формула (13) за споменатия граница лектор измерено напрежение U 0 (но не повече от 30 V, която осигурява захранването). Коефициентът на разширение на граничната т = 0 U / U Лим.
2. Преди монтажа бутона за регулиране верига "U" на захранването, SP настроено на минималното изходното напрежение, превключвателят "Извън / Inside" # 150; към "Ext" цифров индикатор превключвател «V / A» # 150; в позиция «В» (измерване на изходното напрежение).
4.Predlozhite техник или учител да се тества на веригата.
5. Комплект за съхраняване на стойност, изчислена R 1 R реклама. стъпките, които ще позволят да се провери верността на изчисленията направени и калибрира волтметър конструирана на базата на галванометъра, от контролния волтметър V.
6.Uvelichivaya изходно напрежение източник SP, изход галванометър стрелка на крайно дясната разделението на дигитализирани мащаб. Ако съпротивлението е изчислена и допълнителния резистор е зададен правилно, като в същото време справка волтметър трябва да покаже на предварително зададената напрежение U 0. Ако това условие не е изпълнено, то тогава е необходимо да се вдигне магазин R 1 стойността на съпротивлението на което ще отговаря на изискванията. Намерени емпирично допълнителен запис стойност на съпротивление, като го нарече експериментален.
7. Инсталиране за съхранение на оптималната стойност на R 1 и прекарват допълнително съпротивление сортиране така волтметър конструирана на базата на галванометър. За да се справят с този изход източник контрол на напрежението SP последователно монтиране стрелка галванометър в цифров вид на разделение на своя мащаб и рекорд за контрол на показанията на волтметър зеленчуците в предварително приготвена маса.
резултати, получени 8.Po построяване на калибрационната крива. в която разделението абцисата мащаб на галванометъра, по ординатата # 150; четене контрол волтметър V.
галванометър работа като амперметър
Диапазон на измерване на галванометъра ток може да бъде значително разширена с помощта на шънт, което го прави по този начин амперметър.
Измерване. 1.Rasschitayte шунт устойчивост на формула (10) за ограничаване на тока измерване обхване I 0 = 45 mA (или 90 mA). По-голяма експанзия на ограниченията по отношение на семинар за обучение не може да се реализира, ако шунта използван магазин Р-33. Ако възникне такава необходимост, след шунта е направен от Манганови или константан тел (колан) и се регулира нейната устойчивост индивидуално (виж екв. (11). Коефициент Граници разширяване п = 0 I / I Lim. Когато I Лим # 150; текущата пълна деформация галванометър, се определя, чрез постоянен ток I. С, установен в upr.1, и броя на деленията пълната скала I Lim = C I N Лим.
2. Преди монтажа резистор R верига (500 ... 600 ома), използван като товар, определена на най-голямата устойчивост на невнимание къси съединения.
- На R 1. съхранява се използва тук като съпротивлението на шунт е настроен на нула, за да се защитят срещу претоварване от галванометър възможни грешки при сглобяването на веригата.
- На IP дръжка изход регулиране на напрежението на захранващия блок е до минимум, превключвателите: един # 150; към "отвътре", а другият # 150; в позиция «V».
4.Predlozhite учител или техник, за да се провери сглобени веригата.
5. Set R 1, за да съхраните изчислява съпротивлението търсене разкарвам С до текущото измерване избран лимит.
6.Vklyuchite мрежа захранване. Увеличете бавно и плавно изход източник на напрежение, при спазване на галванометъра, стрелката на галванометъра да донесе дигитализирани максималната стойност на скалата. Ако шунта е проектирана и инсталирана правилно, тА показанията на контролните ще съвпадне с предварително определена пределна стойност на текущата аз 0. Ако, обаче, ще бъде различно, разликата не трябва да бъде значително.
7.Prograduiruyte мащаб на галванометъра, сега работи като амперметър, в настоящите единици. За да направите това, бавно спуснете изходното напрежение на източника, спира на всеки цифров вид разделение на своя мащаб и се записват в таблица подготвени справка свидетелство милиамперметъра mA.
8.Postroyte калибрираща графика, в която абсцисата забави дивизии галванометричните в скалата, и ординатната ос # 150; четене контрол милиамперметър mA.
1.Rassmotrite устройство и експлоатация на система инструмент за магнито-електрически.
2. Какъв е галванометър? Какви конкретни дизайна си, че е необходимо да се установи, че отговаря на целта си?
3. За този начин се постига висока чувствителност към галванометър на тока? Изходна формула чувствителност.
4. Защо галванометър кадър се навива на алуминиева рамка, а не пластмаса, например?
5.Zachem в разликата в магнит е поставен цилиндрична сърцевина от меко желязо? Какво ще се случи без него?
6.Pochemu кадър се висеше на банери, а не монтиран на полуосите в други електрически уреди?
7. Как можете да разширите обхвата на измерване на галванометъра ток? Изчислете шънт на предварително определен лимит измерване на тока, а. Независимо дали въз основа на галванометричните да амперметър 100 A?
8. Как да се разшири обхватът на измерването на галванометъра напрежение? Изчислете допълнително съпротивление, например 100 V.
1.Kortnev AV Рубльов YA Kutsenko А. Семинар на тема физика. М. Висше училище, 1963 p.214.
2.Popov VS Електрически измервания. М. енергия, 1974 г., стр 72-76.
Фиг.2. Схематично представяне на обхвата на галванометър в магнитно поле (изглед отпред и изглед отгоре)
Свързани статии