Цель работы: ознакомиться с конструкцией и принципом действия гальванометра магнитоэлектрической системы, определить внутреннее сопротивление и цену деления его шкалы.
Устройство гальванометра. Гальванометр - это высокочувствительный прибор для измерения малых токов. Нуль-гальванометр имеет нуль в середине шкалы, по нему устанавливают отсутствие тока в участке цепи.
Конструктивными основными частями электроизмерительного прибора магнитоэлектрической системы являются:
- сильный постоянный магнит с полюсными наконечниками, создающий в узком кольцевом зазоре однородное магнитное поле;
- катушка, состоящая из N витков изолированной тонкой проволоки распределенная на металлической рамке, к которой прикреплена стрелка прибора; эта рамка может поворачиваться на оси, находясь в поле постоянного магнита;
- две плоские спиральные пружинки, через которые измеряемый ток проходит в катушку, они же создают и момент упругих сил, возвращающих рамку в положение равновесия;
- шкала, корректор нуля, клеммы для подключения, корпус гальванометра.
Принцип действия гальванометра. На рамку, по обмотке которой течет измеряемый ток I, действует поворачивающий момент сил Ампера M, причем величина этого момента прямо пропорциональна силе тока: M ~ I. По мере поворота рамки увеличивается противодействующий момент M 1сил упругости пружинок, который по закону Гука прямо пропорционален углу поворота рамки из равновесного положения: M 1 ~ φ. Рамка займет такое положение, при котором моменты M и M 1 уравновешивают друг друга: M = M 1, при этом φ ~ I и шкала гальванометра будет равномерной. Успокоение (демпфирование) колебаний рамки, обеспечивается индукционными токами, которые возникают в корпусе рамки при ее движении в магнитном поле.
Магнитоэлектрический гальванометр как "головка" используется в многопредельном приборе ампервольтметре, в котором при измерениях сил токов различной величины к гальванометру подключают параллельно малые сопротивления (шунты), а при измерениях различных напряжений - последовательно большие добавочные сопротивления.
Основные технические параметры гальванометра:
- внутреннее сопротивление R г. (сопротивление обмотки рамки);
- цена деления шкалы по току (в А/дел) величина, численно равная такому изменению силы тока, при котором стрелка смещается на одно деление шкалы.