Galvanometry

1. Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební, Opava, příspěvková organizace, Boženy Němcové 22/2309, 746 01 Opava Název operačního programu: OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost, oblast podpory 1.5 Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0713 Název projektu: Zvyšování klíčových aktivit Předmět, ročník: Elektrická měření, 2. ročník Název sady vzdělávacích materiálů: Metodyelektrického měření Sada číslo: ICT-72B Pořadové číslo vzdělávacího materiálu: 02 Označení vzdělávacího materiálu: VY_32_INOVACE_ICT-72B-02 Téma vzdělávacího materiálu:Galvanometry Druh učebního materiálu: Digitální učební materiál, prezentace Autor: Ing. Karel Stacha Anotace: DUM popisuje základní metody a postupy měření elektrické práce; potřebná zařízení - interaktivní pracoviště, kalkulačka, měřicí přístroje Metodické poznámky: Materiál je vhodný pro učební obory technické Vytvořeno: 20. 5. 2013 Ověření ve výuce: 23. 5. 2013

2. Galvanometry G. jsou citlivé přístroje pro měření malých proudů, napětí nebo nábojů. Používají se u laboratorních měření: 1. Můstkovými metodami jako nulový indikátor 2. Kompenzačními metodami – přesné měření napětí 3. Velmi velkých odporů (izolační o.) pro měření malých proudů 4. Velmi malých odporů (přechodové o.) pro měření malých napětí 5. Měření elektrického náboje při měření kapacit 6. Magnetických Parametry galvanometrů: 1. Doba kmitu netlumeného g. 2. Vnitřní odpor g. a vnější kritický odpor 3. Konstanta g.

3. Galvanometry • Doba kmitu netlumeného g. • Doba kmitu: doba mezi dvěma průchody ukazatele (ručky nebo světelné stopy) nulovou polohou, jdoucími stejným směrem. Například dráha ukazovatele z nulové polohy do jedné krajní polohy, potom do druhé krajní polohy a zpět na nulu. • Doba kyvu: polovina doby kmitu, je to tedy doba mezi dvěma průchody ukazatele nulovou polohou. Doba kmitu netlumeného galvanometru je dána vztahem: J - moment setrvačnosti D - direktivní moment systému Potřebujeme-li dlouhou dobu kmitu (balistický g.) snažíme se o zvýšení setrvačnosti a zmenšení direktivního momentu. Potřebujeme-li krátkou dobu kmitu ( rychlé ustálení výchylky) snažíme se o opak. Pozn.: netlumený g. je, když ho odpojíme od proudu.

4. Galvanometry • Vnitřní odpor g. a vnější kritický odpor - vnitřní odpor galvanometruje ohmický odpor jeho měřicí cívky. -vnější mezní (kritický) odpor je odpor vnějšího obvodu, při kterém je ustálení výchylky g. nejrychlejší bez kyvů, tlumení je kritické na mezi aperiodicity. průběh b - optimální tlumení průběh a - podkritické tlumení průběh c - nadkritickému tlumení

5. Galvanometry • Chceme-li odpor obvodu snížit (tlumení je málo účinné), zařadíme paralelně ke galvanometru rezistor s vhodným odporem. Zmenší se však zároveň proudová citlivost galvanometru, napěťová citlivost zůstane stejná. - Chceme-li odpor obvodu zvýšit (tlumení g. je velké), zařadíme do série s obvodem rezistor, čímž se celkový odpor obvodu zvýší a účinky tlumení se zmenší. Klesne hodnota napěťové citlivosti, proudová citlivost zůstane konstantní. • Nastavení tlumení Schéma tlumení galvanometru Ro - odpor vnějšího obvodu Pozn.: Optimální tlumení nastane, když odpor vnějšího obvodu bude stejný jako vnitřní odpor g.

6. Galvanometry Konstanta • Proudová konstanta galvanometru je definována jako proud, který způsobí výchylku jednoho dílku: • Proudová citlivost galvanometru je rovna převrácené hodnotě proudové konstanty: Závisí na velikosti magnetické indukce ve vzduchové mezeře , na počtu závitů měřicí cívky a na velikosti řídicího momentu. Snažíme se konstruovat galvanometry s pokud možno co nejsilnějšími permanentními magnety a cívky vinout z co nejtenčího vodiče , aby byl pohybový moment ústrojí co největší a galvanometr mohl měřit i velmi malé proudy

7. Galvanometry • Nastavení konstanty Se vzrůstajícím direktivním momentem se citlivost galvanometru snižuje (proudová konstanta roste). Galvanometry s hrotovým uložením, které mají poměrně velký direktivní moment velkou konstantu (asi 1A/dílek). Galvanometry se závěsovým uložením mají velmi malý direktivní moment, umožňuji dosáhnout velmi velké citlivosti, jejích konstanta bývá až 1pA/dílek. Galvanometr s nastavitelnou proudovou citlivostí s Ayrtonovým bočníkem. Používá se v obvodech s velkým odporem.

8. Galvanometry • Napěťová konstanta galvanometru je definována jako napětí, které způsobí výchylku jednoho dílku. • Napěťová citlivost galvanometru je rovna převrácené hodnotě napěťové konstanty. Změna napěťové citlivosti galvanometru s provádí balistickým bočníkem.

9. Galvanometry • Balistická konstantagalvanometru je definována jako podíl náboje prošlého galvanometrem k jeho první výchylce: • Balistická citlivost galvanometru je rovna převrácené hodnotě balistické konstanty: Balistickou konstantu zvětšujeme balistickým bočníkem.

10. Doporučená literaturaElektrotechnická měření. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2002, 255 s. ISBN 80-730-0022-9. Zdroje Elektrotechnická měření. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2002, 255 s. ISBN 80-730-0022-9.