Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Робота № 8. ВИВЧЕННЯ РОБОТИ ДЗЕРКАЛЬНОГО ГАЛЬВАНОМЕТРА
Дзеркальний гальванометр – вимірювальний прилад магнітоелектричної системи. Прилад складається з постійного магніту, між полюсними наконечниками якого розміщена легка рамка з обмоткою. Якщо через рамку проходить струм, вона повертається в полі постійного магніту. Вимірювання сили струму зводиться до реєстрації кутів повороту рамки (рухомої системи) гальванометра. Найбільш точними дзеркальними гальванометрами можна вимірювати силу струму з точністю до 10-11 А і різницю потенціалів до 10-8 В.
Рух рамки із струмом у полі постійного магніту з індукцією В можна описати таким рівнянням:
( 1 )
Аналіз розв’язку диференційного рівняння ( 1 ) показує, що можливі три режими руху рамки гальванометра:
а) - коливний із затухаючою амплітудою;
б) - аперіодичний;
в) - аперіодичний з найбільш швидким
урівноваженням рамки.
Гальванометр магнітоелектричної системи можна використати для вимірювання малих значень електричного заряду. При цьому необхідно, щоб час дії імпульсу струму був значно менший за період власних коливань рухомої системи T0 . Тоді перше відхилення рухомої системи пропорційно заряду, який переносить через рамку імпульс струму. Такий режим роботи гальванометра називається балістичним. Визначимо балістичну сталу та балістичну чутливість гальванометра магнітоелектричної системи.
Рухома система балістичного гальванометра за час << T0 майже не переміщується. Тому для часу 0 < t < можна вважати = 0 .
За цих умов рівняння руху рамки (1) набуває вигляду
. ( 5 )
Після інтегрування правої та лівої частин в межах від 0 до одержуємо
. ( 6 )
. ( 7 )
В ( 6 ) та ( 7 ) q - заряд, що протікає за час через рамку гальванометра. При визначенні кутової швидкості рамки на момент t = необхідно врахувати, що вся кінетична енергія рамки перетворюється на потенціальну енергію пружної деформації підвісу при першому повороті рухомої системи на кут 0 , тобто
. ( 8 )
Звідси . ( 9 )
Отже,балістична стала
, ( 11 )
балістична чутливість
. ( 12 )
Мета роботи: ознайомитись з роботою вимірювальних приладів магнітоелектричної системи; визначити чутливість гальванометра до струму та напруги; виміряти внутрішній опір гальванометра та критичний опір; визначити балістичну сталу гальванометра.
Необхідні прилади: дзеркальний гальванометр, магазини опорів, джерело напруги, ємності на 1 і 2 мкФ, вольтметр, ключі.
Для вимірювання характеристик дзеркального гальванометра застосовується схема, наведена на мал. 17. Дзеркальний гальванометр дозволяє пропускати струм 10-6 – 10-9 А. Тому для нього необхідно прикладати напругу не більше 10-4 В ( опір гальванометра 106 Ом ). У нашій роботі цього досягають за допомогою подільника напруги R і опору R2. Напругу від батареї ( 2.5 В ) прикладають до подільника напруги R ( 105 Ом ), частину якого підключають до дзеркального гальванометра G. У коло гальванометра послідовно з ним ввімкнений змінний опір
R2 =2*104 Ом , за
допомогою якого остаточно встановлюється необхідна величина струму. Ключ К3 служить для демпфірування дзеркального гальванометра. Оскільки RG + R2 >> R1, то струм у колі гальванометра
,
де U - напруга, що прикладається до подільника напруги.
Якщо R2 і R1 замінити таким чином, щоб сила струму залишалась незмінною, то при U =const ,
або R1’( R2 + RG ) = R1( R2’ + RG ), звідки
.
Тепер можна визначити динамічну сталу гальванометра Ci :
.
Зміщення світлового показчика на шкалі n відраховано в см ~ .
Тоді ( A/поділ ) ,
Або .
Контрольні питання
Список літератури