Comment fonctionnent et fonctionnent les galvanomètres
Un galvanomètre est un instrument de mesure électrique avec une échelle non graduée qui a une grande sensibilité au courant ou à la tension. Les galvanomètres sont largement utilisés comme indicateurs de zéro et également pour mesurer de petits courants, tensions et quantités d'électricité si la constante du galvanomètre est connue.
Outre les magnétoélectriques, il existe d'autres types de galvanomètres, tels que les électrostatiques, appelés électromètres. Cependant, leur utilisation est très limitée.
La principale exigence pour les galvanomètres est une sensibilité élevée, qui est principalement obtenue en réduisant le contre-moment et en utilisant un pointeur lumineux avec une longue longueur de faisceau.
Ils se distinguent par leur conception :
(a) galvanomètres portables (avec échelle intégrée) dans lesquels sont utilisés à la fois des indicateurs indicateurs et lumineux ;
b) galvanomètres à miroir, avec une échelle séparée, nécessitant un réglage de niveau stationnaire.
Dans les galvanomètres portables, la partie mobile est montée sur des fils et dans les galvanomètres à miroir - sur une suspension (Fig. 1).Dans le second cas, l'alimentation en courant de l'enroulement du cadre 1 est réalisée au moyen d'une suspension 2 et d'un fil sans couple 4. Pour mesurer l'angle de rotation du cadre, un miroir 3 est utilisé, sur lequel la lumière est éclairé, un faisceau provenant d'un illuminateur spécial est focalisé.
Riz. 1. Le dispositif du galvanomètre sur la suspension
La constante d'un galvanomètre à miroir de cette conception dépend de la distance entre le miroir et l'échelle. Il a été convenu d'exprimer pour une distance de 1 m, par exemple : CAz = 1,2x 10-6-6 A. A • m/mm. Pour les galvanomètres portables dans le passeport, indiquer le prix de l'échelon, par exemple : 1 échelon = 0,5 x 10
Les galvanomètres à miroir modernes les plus sensibles ont une valeur constante allant jusqu'à 10-11 A-m / mm. Pour les galvanomètres portables, la constante est d'environ 10-8 - 10-9 A / div.
La norme pour les galvanomètres permet à une constante (ou division de l'échelle) de s'écarter de ce qui est indiqué dans le passeport de ± 10%.
Une caractéristique importante du galvanomètre est la constance de la position zéro de l'aiguille, qui est comprise comme le non-retour de l'aiguille à la marque zéro lorsqu'elle se déplace en douceur depuis la marque finale de l'échelle. Selon ce paramètre, les galvanomètres sont divisés en décharges constantes. L'indication conventionnelle de la décharge de permanence à la position zéro de l'aiguille du galvanomètre, consistant en la désignation numérique de la décharge de permanence enfermée dans un losange, est appliquée à l'échelle du galvanomètre lors du marquage.
Riz. 2. Galvanomètre
De nombreux galvanomètres fournissent un shunt magnétique. En ajustant la position du shunt à l'aide de la poignée sortie, il est possible de modifier la valeur de l'induction magnétique dans l'entrefer.Cela modifie la constante ainsi qu'un certain nombre d'autres paramètres du galvanomètre. Comme l'exige la norme, le shunt magnétique doit changer le courant continu au moins 3 fois. Dans le passeport du galvanomètre et dans son marquage, les valeurs de la constante sont indiquées dans deux positions extrêmes du shunt - complètement inséré et complètement retiré.
Le galvanomètre doit avoir un correcteur qui déplace l'aiguille d'un côté ou de l'autre du zéro lors d'une rotation circulaire. Les galvanomètres à partie mobile de suspension doivent être équipés d'un verrou (dispositif de fixation mécanique de la partie mobile), qui s'enclenche par exemple lorsque l'appareil est porté.
En raison de leur sensibilité élevée, les galvanomètres doivent être protégés des interférences.Ainsi, les galvanomètres sont protégés des chocs mécaniques en les montant sur des parois principales ou des bases spéciales, des courants de fuite — par un blindage électrostatique, etc.
La nature du mouvement de la partie mobile du galvanomètre lorsque la valeur mesurée change dépend de son amortissement, qui est déterminé par la résistance du circuit externe. Pour plus de commodité lorsque vous travaillez avec un galvanomètre, cette résistance est choisie proche de la résistance dite externe critique RKindiqué dans le passeport du galvanomètre. Si le galvanomètre est fermé à une résistance critique externe, la flèche se rapproche doucement et en un minimum de temps de la position d'équilibre, ne la traverse pas et ne fluctue pas autour d'elle.
Un galvanomètre balistique vous permet de mesurer de petites quantités d'électricité (impulsion de courant) circulant sur de courtes périodes de temps - des fractions de seconde. Ainsi, le galvanomètre balistique est conçu pour les mesures d'impulsions.La théorie du galvanomètre balistique montre que si l'on accepte l'hypothèse que la partie mobile commence à se déplacer après la fin de l'impulsion de courant dans la bobine du cadre mobile, alors la quantité d'électricité circulant dans le circuit B, proportionnelle à la première déviation maximale du pointeur α1m, soit is. Q = SatNS α1m, où Cb est la constante balistique du galvanomètre, exprimée en pendentifs par division.
Il convient de noter que Sb ne reste pas inchangé pour un galvanomètre donné, mais dépend de la résistance du circuit externe, ce qui nécessite généralement sa détermination dans le processus de mesures expérimentales. L'hypothèse ci-dessus est remplie avec plus de précision, plus le moment d'inertie de la partie mobile du galvanomètre est grand et, par conséquent, plus la période d'oscillations libres To est longue. Pour les galvanomètres balistiques, T0 est une dizaine de secondes (pour les galvanomètres conventionnels - des unités de secondes). Ceci est réalisé en augmentant le moment d'inertie de la partie mobile du galvanomètre à l'aide d'une pièce supplémentaire en forme de disque.