Чувствительный гальванометр с подвижной катушкой, амперметр постоянного тока и чувствительность амперметра
Электрические измерительные устройства делятся на типы, такие как аналоговые инструменты и цифровые инструменты. Гальванометр с подвижной катушкой (чувствительный гальванометр) — это устройство, используемое для обнаружения очень слабого тока в электрических цепях , оно используется для определения направления этих токов , измерения их интенсивности и определение их полярности.
Гальванометр с подвижной катушкой
Гальванометр с подвижной катушкой состоит из прямоугольной тонкой проволочной катушки, обернутой вокруг легкой алюминиевой рамы, установленной на сердечнике из мягкого железа . Рама поворачивается на агатовых подшипниках для облегчения ее движения. Группа вращается между полюсами U-образного магнита .
Полюса постоянного магнита изогнуты для обеспечения однородного радиального магнитного поля , поэтому плотность магнитного потока постоянна и перпендикулярна стороне прямоугольника независимо от положения катушки.
Пара спиральных пружин используется в качестве токоподводов к катушке и для управления ее движением, поскольку они возвращают катушку в исходное положение при отключении тока . Катушка и указатель вращаются либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки.
Идея работы
Это зависит от крутящего момента, действующего на катушку, по которой проходит электрический ток и движется в магнитном поле. Таким образом, из-за протекания электрического тока в катушке генерируются две параллельные силы, равные по величине и противоположные по направлению, действующие на На двух сторонах катушки силы создают крутящий момент, и катушка вращается вокруг своей оси.
Когда электрический ток проходит в катушке, магнитные силы создают крутящий момент, который вращает катушку по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от направления тока.
Во время вращения катушки в спиральных пружинах возникает скручивание против крутящего момента, действующего на катушку гальванометра, и оно увеличивается с увеличением угла отклонения острия.
Когда крутящий момент, обусловленный магнитными силами, уравновешивает скручивание спиральных пружин, стрелка останавливается на определенном значении и указывает отрасль электрического тока .
Если указатель посередине:
- Если ток в определенном направлении таков, отклонение происходит в определенном направлении (скажем, по часовой стрелке).
- Изменение текущего направления на обратное приведет к тому, что указатель отклонится в противоположном направлении (против часовой стрелки).
Гальванометр с подвижной катушкой не пригоден для измерения переменных токов, потому что результирующий магнитный поток из-за переменного тока является переменным, поэтому направление крутящего момента изменяется каждый полупериод, а инерция не позволяет катушке реагировать на это изменение . нулевая шкала гальванометра с подвижной катушкой находится посередине для определения направления тока в его катушке.
Гальванометр с подвижной катушкой не пригоден для измерения высоких сил электрического тока , потому что катушка гальванометра не может выдерживать высокие силы электрического тока, которые могут вызвать плавление катушки и создать высокий крутящий момент, который может привести к ее нарушению.
Чувствительность гальванометра
Отклонение стрелки гальванометра прямо пропорционально крутящему моменту, который прямо пропорционален силе электрического тока, проходящего в катушке. Итак, шкала гальванометра правильная, и если угол отклонения стрелки гальванометра (θ) и сила электрического тока (I), тогда (I∝ θ).
θ / I = постоянное значение
Это постоянное значение называется чувствительностью гальванометра . Единицей измерения чувствительности является градус / микроампер (град / мкА). Его можно представить графически следующим образом:
Наклон = θ / I = Чувствительность гальванометра
Чувствительность гальванометра (θ / I) — это отклонение шкалы на единицу силы тока, проходящего через его катушку.
Для определения силы электрического тока, проходящего в гальванометре:
Сила тока (I) = значение одного деления × количество делений отклонения указателя
Применение гальванометра
Гальванометр можно преобразовать в:
- Амперметр для измерения постоянного тока большой мощности .
- Вольтметр для измерения разности потенциалов .
- Омметр для измерения электрического сопротивления .
Амперметр постоянного тока
Амперметр — это инструмент, используемый для измерения силы постоянного электрического тока, и это чувствительный гальванометр, подключенный параллельно к очень низкому сопротивлению, называемому шунтирующим сопротивлением (R s ), или это устройство, которое с помощью калиброванной шкалы используется для непосредственного измерения электрического тока. текущий .
Амперметр используется для измерения больших постоянных электрических токов, Амперметр включен в электрическую цепь последовательно, так что тот же ток, проходящий в цепи, проходит через нее, It состоит из гальванометра, его катушка (R g ) подключена параллельно очень маленькому сопротивлению, называемому шунтирующим сопротивлением (R s ), для увеличения диапазона измерения.
Важность сопротивления шунта
- Он защищает гальванометр от повреждения из-за протекания через него большей части тока.
- Увеличивает диапазон измерения гальванометра.
- Шунтирующее сопротивление потребляет большое значение основного тока и пропускает только небольшое значение тока через гальванометр, поэтому сопротивление всего устройства становится очень маленьким и не влияет на измеряемый ток.
Идея работы: крутящий момент, действующий на катушку, по которой проходит электрический ток в магнитном поле .
Шунтирующее сопротивление (R s ) — это небольшое сопротивление, подключенное параллельно катушке гальванометра, чтобы преобразовать его в амперметр для измерения больших электрических токов .
Если шунтирующее сопротивление амперметра = 0,5 Ом, это означает, что значение сопротивления, подключенного параллельно гальванометру для измерения силы электрического тока амперметром = 0,5 Ом.
Уменьшение сопротивления шунта
R g , R s подключены параллельно.
∴ V g = V s
∴ I g R g = I s R s , R s = I g R g / I s
I = I g + I s
I s = I — I g
R s = I г R г / (I — I г )
Где: I g — максимальный ток катушки гальванометра, I s — электрический ток шунтирующего сопротивления R s , I — общая сила тока (максимальный ток).
Чувствительность амперметра
Чувствительность амперметра (I г / I) — это отношение максимального тока, измеренного гальванометром, к максимальному току, измеренному после перехода на амперметр.
I г / I = R s / (R s + R g )
Когда чувствительность амперметра = 1/10, это означает, что отношение максимального тока, измеренного гальванометром, к максимальному току, измеренному после перехода на амперметр = 1/10 .