Магнитоэлектрические гальванометры

Магнитоэлектрические мегаомметры

Магнитоэлектрические вольтметры

Необходимо последовательно с амперметром включить шунт. Получится вольтметр.

В виде катушки образцового сопротивления, намотанного тонким проводом из манганина.

Их действие основано на законе ома, а именно.

I=U/R

U=const

I=f(R)

Если напряжение поддерживать постоянным, то ток через именительный механизм будет зависеть только от сопротивления, а следовательно шкала измерительного механизма может быть проградуирована в омах.

Такие омметры включаются по двум схемам:

Схема с последовательным и схема с параллельным включением измерительного механизма и Rx

Схема с последовательным включением измерительного механизма и Rx

R=R_огр+R_y+R₀

R_x=0, то, если R_x=, то I=0

Rогр - сопротивление для ограничения тока в цепи

R_у - реостат для установки указателя на нулевую отметку шкалы

Rx - измеряемое сопротивление

U - источник питания.

Измерительный механизм такой же, как в вольтметре и амперметре

Шкала неравномерная и обратная.

Мы в следующей РГР будем рассчитывать омметр и градуировать шкалу.

Как это нужно делать.

Чтобы градуировать шкалу, нужно задаваться значениями сопротивлений

Rx1 ~ К ->(1) -> Ix1

Rx2 <Rx1 -> (1) -> Ix2

Rx3 >Rx1 ->(1) -> Ix3

Мегаомметры измеряются для измерения относительно больших сопротивлений

Rx > R

Омметры с параллельным включением Rx и измерительного механизма

R_x=0, то I=0

R_x=,то

R_x=R₀->(1)->I->µA-> Ω

Для измерения малых сопротивлений

Для измерения малых токов (Ix < 10^-6)

Используются в качестве индикаторов тока.

В любом случае гальванометр должен обладать высокой чувствительностью: S_I=10⁷…10⁹

Шкала как правило не проградуирована, поэтому надо определять цену деления.

Цель использования - получение высокой чувствительности.

1,2 - полюса постоянного магнита

3 - цилиндрический стальной сердечник

4 - подвижная прямоугольная катушка с током.

5,6 - растяжки. Предназначены для создания противодействующего момента и подвода тока к катушке. Они идут к неподвижным изолированным друг от друга контактам.

7 - маленькое зеркальце

8 - лампочка - питается каким-то вспомогательным напряжением.

9 - луч света

10 - шкала

Пути увеличения чувствительности

S_I=Bsw/m (чувствительность магнитоэлектрического измерительного механизма)

1) За счёт увеличения магнитной индукции. Это можно сделать за счёт увеличения мощности постоянного магнита, а значит увеличиваются габариты, и это является ограничением на данном пути.

2) S=2rl. Увеличивать площадь рамки. Опять же увеличение механизма является ограничением.

3) w Увеличение числа витков обмотки катушки. Уменьшать сечение провода. Увеличивается сопротивление катушки. Сотни и тысячи Ом.

4) m Уменьшить удельный противодействующий момент пружинок (уменьшить жёсткость пружинок). Но они и так делаются из тонкой ленты бериллиевой бронзы. Чувствительность измеряется в [дел/А].

Представим себе, что у нас имеется указатель, две шкалы, при протекании тока I указатель отклонился на угол альфа, при одном и том же токе на двух шкалах будет разное число делений. Значит чувствительность будет увеличиваться при увеличении длины указателя.

5) l_ук - длина указателя. Но стрелку метровую сделать не возможно, а вот световой указатель вполне возможно

С целью увеличения чувствительности подвижная катушка 4 в гальванометрах выполняется бескаркасной, а следовательно отсутствует успокоитель. По этой причине время успокоения может составлять от 10 до 100 секунд! (обычно в качестве успокоителя используется магнитный каркас рамки, который представляет собой короткозамкнутый виток, который движется в магнитном поле)

Существует 3 режима движения подвижной части гальванометра. В зависимости от сопротивления внешней нагрузки

Rвнешн =

S – нормально замкнутый контакт

В цепи протекает ток

1) Первый режим успокоения – колебательный

R_вх=

2) Апериодический режим. Схема, нормально разомкнутый ключ. В момент времени t замыкается ключ и ток не протекает через гальванометр, происходит плавное (линейное) апериодическое успокоение.

3) Rвн = Rвн.критическое При этом время успокоения минимально. Поэтому на шкале гальванометра указывается внешнее критическое сопротивление.