Какое действие тока используют в устройстве гальванометра. Какое действие тока используют в устройстве гальванометра

Новейшие устройства выделены на схеме в соответствии с действующим ГОСТом на принципиальной схеме. Гальванометр изображен в виде круга со стрелкой, направленной вверх.

Тепловое действие тока

Благодаря такому действию тока помещение можно освещать лампами накаливания. В нем также используются различные электрические приспособления, такие как радиаторы, электрические кухни и утюги (рис. 1).

Используя никель длиной один метр (рис. 2), можно продемонстрировать нагревание проводника при утечке электричества. Тока в два-три ампера достаточно, чтобы подвесить нагретую проволоку на длину ее теплового роста и наблюдать ее красноватое свечение.

При прохождении электричества кусок проволоки нагревается. Чем больше ток в трубопроводе, тем сильнее он нагревается. Длина нагретого проводника увеличивается.

Подробнее о количестве выделяемого тепла читайте в статье Джоуля-Ленца (ссылка).

Примечание: Нихром, никель и константин — это сплавы металлов с особой высокой стойкостью (ссылка). Провода из таких сплавов используются в различных электроприборах.

Химическое действие тока

Когда электрический ток пропускает раствор определенных кислот, щелочей или солей, из них выделяется вещество. Это вещество осаждается на электродах — пластинах, которые погружаются в раствор и подключаются к источнику тока.

Этот ток используется в электролитическом покрытии — нанесении покрытия на определенные металлические поверхности. Используются никель, крупный, хромированный, серебряный и золотой сплавы.

Растворы сульфата меди можно использовать для демонстрации выделения веществ под действием тока. Водные растворы этой соли имеют голубоватый оттенок. Пропуская электричество (связь) через раствор, можно обнаружить выделение меди на одном из электродов (Рисунок 3).

Рисунок 3.Медь выделяется из раствора бронзового купороса при протекании тока и осаждается на одном из электродов

На каком электроде будет выделяться медь

Медь в растворах сульфата меди присутствует в виде положительных ионов. К нему притягиваются тела с различной нагрузкой. Поэтому ионы меди притягиваются к пластинам с отрицательным зарядом. То есть, пластина, подключенная к отрицательному полюсу источника питания. Эта пластина называется отрицательным электродом или каплей.

Другая пластина, подключенная к положительному концу батареи, называется увеличением.

Примечание: Сульфат меди можно приобрести в хозяйственных магазинах. Его хемотип — ∇ (∇ большой кузо_ \). В сельском хозяйстве он используется для опрыскивания плодовых деревьев, кустарников и листвы растений, таких как томаты и картофель. Он входит в состав различных растворов, используемых для борьбы с растениями и насекомыми-вредителями растений.

Применение химического действия тока в медицине

Химическое воздействие электрического тока используется не только в электролитическом покрытии.

Передача электрической энергии через раствор вызывает движение заряженных частиц материи — положительных и отрицательных ионов. Человеческое тело содержит жидкости, в которых растворяются определенные вещества. Это означает, что в этих жидкостях есть ионы.

Помещая специальные электроды, смоченные лекарственным раствором, на участки тела и пропуская через них небольшие токи, можно вводить в организм определенные лекарства (рис. 4).

Это называется электрофорезом и используется в физиотерапевтических кабинетах в клиниках и санаториях.

Магнитное действие тока

Сама по себе медь не притягивается к магнитам. Это можно увидеть с помощью небольшого магнита и бронзовой проволоки (рис. 5а).

На рисунке 5 бронзовая проволока размещена на двух штативах с тонкими нитями, которые не проводят электричество.

Однако во время протекания электричества бронзовая проволока начинает взаимодействовать с магнитом — притягивая и повторяя его (рис. 5b).

Рисунок 5.Вокруг проводника, по которому течет ток, развивается магнитное поле, и проводник взаимодействует с магнитом

С магнитом взаимодействует не сам бронзовый проводник, а ток, протекающий по трубопроводу.

Почему проводок с током взаимодействует с магнитом

Электричество — это большое количество электронов, перемещающихся по каналу от одного конца к другому. Электроны имеют нагрузку.

Вокруг движущегося груза создается магнитное поле. Это превращает шнур питания в небольшой магнит. Затем он начинает взаимодействовать с магнитом, притягивая и повторяя его.

Таким образом, проволока как более легкий объект движется. Затем магнит продолжает оставаться на месте. Это происходит потому, что его масса намного больше массы проволочной дорожки.

Направление движения провода зависит от полярности подключения к батарее и положения полюсов магнита.

Электромагниты основаны на магнитном действии тока.

Самодельный электромагнит

Они легко изготавливаются из гибкой изолированной бронзовой проволоки и железных губок.

Коготь должен быть завернут в лист бумаги — втулку (рис. 6). Затем необходимо сделать 200-300 витков тонкой изолированной бронзовой проволоки на гильзе. Подключите батарею от карманного фонаря к кабелю катушки.

Во время протекания тока различные мелкие железные предметы — крепежи, кнопки, гвозди, куски железа, опилки и т.д. — Их привлекают ногти.

Отключите батарейку, и вы увидите, что когда ток прекратится, гвозди перестанут тянуться к железным предметам.

Он состоит из секционного проволочного каркаса. Рама закреплена на стержнях неподвижного магнитного поля. Индикатор, соединенный с гальванометром, точно измеряет величину электричества в единице, на которую рассчитаны весы. Магнитная складчатость отличается от высокой чувствительности других подобных органов.

Содержание

Шунтирование магнитного индекса от тока в проводнике было впервые описано Гансом Элсетом в 1820 году. Это явление считалось одним из способов измерения электричества. Первое упоминание о гальванометрах было сделано Иоганном Швайгером в университете Галле 16 сентября 1820 года. Термин «гальванометр» впервые был предложен в 1836 году ученым Луиджи Гальвани.

Первоначально орган использовал силу магнитного поля Земли и назывался гальванометрическим тангенсом. Перед началом работы его необходимо было направить в космос. Позже были разработаны летучие гальванометры, в которых использовались противоположные магниты для устранения влияния магнитного поля Земли. Самый чувствительный гальванометр — гальванометр Томсона или зеркальный гальванометр — был изобретен и запатентован Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1858 году. Даже небольшой электрический ток заставлял зеркало отклонять луч света, при этом зеркало играло роль стрелки.

Первые измерители тока с подвижными магнитами имели существенный недостаток. Магниты и железные предметы действовали на гальванометр, и отклонение индикатора не было прямо пропорционально протекающему через него току. В 1882 году Жак-Арсен д’Альсонваль и Марсель Депре разработали измеритель тока с неподвижным магнитом и подвижной проволочной катушкой, подвешенной на тонком проводе. Железная трубка внутри катушки собирала магнитное поле. Оптическое зеркало было подключено к катушке, и световой луч отклонялся под действием тока в катушке. Получившийся гальванометр был очень чувствительным и мог обнаруживать токи в 10 микроампер.

Эдвард Уэстон усовершенствовал этот план. Он заменил тонкую проволоку спиральной пружиной, подобно балансовому колесу в наручных часах. Он разработал способ стабилизации магнитного поля постоянного магнита. Это гарантирует, что точность прибора не ухудшится со временем. Уэстон заменил зеркала стрелками и использовал плоские зеркала под стрелками для устранения параллакса при наблюдении.

В 1888 году Уэстон запатентовал свое устройство, ставшее основным элементом электрического оборудования. Эта конструкция до сих пор используется в гальванометрах с подвижными катушками. Долгое время индикаторные токоизмерительные клещи были самым распространенным типом электроизмерительных приборов.

Принцип действия

Токоизмерительные клещи обычно используются как аналоговые измерительные приборы. Они используются для измерения постоянного тока, протекающего через цепь. Используемые сегодня гальванометры конструкции Дальсомбала/Вестона изготавливаются с использованием небольшой вращающейся катушки в поле постоянных магнитов. Катушка имеет указатель. Небольшая пружина возвращает катушку со стрелкой в нулевое положение.

Когда постоянный ток просачивается в катушку, в ней возникает магнитное поле. Это взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, и катушка вращается вместе со стрелкой, что указывает на ток, протекающий через катушку.

Базовая чувствительность измерителя тока может составлять, например, 100 мкА (при максимальном токе, например, при падении напряжения 50 мВ). Большие токи могут быть измерены с помощью бифуркации.

Указатель прибора находится на небольшом расстоянии от шкалы, что может вызвать отклонения. Чтобы избежать паралича, поместите зеркало под указательный палец. Совместите стрелку с отражением в зеркале, чтобы избежать параллакса.

Разновидности и устройство

Магнитоэлектрический 1

Это проводящая рамка (обычно обмотанная тонкой проволокой), прикрепленная к оси постоянного магнитного поля. Когда через рамку не течет ток, она удерживается в определенном нулевом положении пружиной. Однако, если в рамку просачивается ток, рамка отклоняется на угол, пропорциональный току, в зависимости от жесткости пружины и индукции магнитного поля. Стрелки на рамке указывают значение тока в единицах измерения, на которые рассчитана шкала гальванометра.

Магнитоэлектрические системы отличаются от других конструкций большей линейностью шкалы прибора (в единицах тока или напряжения) и большей чувствительностью (минимальное полное отклонение стрелки от тока).

Электромагнитный

Исторически первая конструкция токоизмерительного датчика. Он содержит катушку постоянного тока и подвижный магнит (для устройств постоянного тока) или сердечник из магнитомягкого материала (для устройств постоянного и переменного тока), который втягивается в катушку или вращается относительно катушки.

Эта конструкция характеризуется большей простотой, необходимостью сделать катушки как можно меньше и легче (как это требуется для магнитных систем) и отсутствием проблем с подачей питания на подвижную катушку. Однако эти органы обладают значительной нелинейностью (из-за аномалий в магнитном поле сердечника и прекращения явлений в катушке), а также относительной сложностью градиента. Однако использование данной конструкции прибора в качестве относительно большого альтернативного амперметра оправдано большей простотой конструкции и отсутствием дополнительных выпрямительных и шунтирующих элементов. Вольтметры с переменной непрерывной электромагнитной системой более удобны для контроля узких диапазонов напряжения, так как исходная часть шкалы прибора сильно сжата, а область контроля может быть расширена.

Тангенциальный

Тангенциальные гальванометры были одними из первых гальванометров, использовавшихся для измерения электричества. Он работает с помощью компаса и сравнивает магнитное поле, создаваемое неизвестным током, с магнитным полем Земли. Он назван в честь касательного закона магнетизма, который гласит, что касательная линия к углу магнитной стрелки пропорциональна голосу силы двух перпендикулярных магнитных полей. Впервые он был описан Клодом Пулье в 1837 году.

Тангенциальный гальванометр состоит из катушки изолированной бронзовой проволоки, заключенной в немагнитный каркас. Раму можно поворачивать вокруг вертикальной оси, проходящей через центр. Компас располагается горизонтально в центре круговой шкалы. Круговая шкала разделена на четыре четверти, каждая из которых оценивается от 0° до 90°. На указателе магнитного компаса установлен длинный алюминиевый индикатор. Чтобы избежать ошибок из-за паралича, под указатель помещают плоское зеркало.

Во время работы гальванометр располагается так, чтобы игла компаса совпадала с уровнем катушки. В катушку подается ток, который создает магнитное поле на оси катушки перпендикулярно магнитному полю Земли. Игла реагирует на векторную сумму двух полей и обходит их под углом, равным тангенциальному голосу этих полей.

Однако во время протекания электричества бронзовая проволока начинает взаимодействовать с магнитом — притягивая и повторяя его (рис. 5b).

Классификация гальванометров

За менее чем 200-летнюю историю было разработано множество гальванометров, различающихся по размерам, принципу действия и измерительной шкале.

Существует несколько групп гальванометров:.

• конструктивное оформление (переносные и зеркальные);
• время действия тока (мгновенные, накопительные — кулонметры);
• сфера использования (бытовые, исследовательские, промышленные и т.п.).

• магнитоэлектрические, электромагнитные — вибрационные, баллистические;
• тангенциальные — основаны на тангенциальном законе магнетизма;
• тепловые — удлиняющийся (при нагреве от проходящего тока) проводник отклоняет стрелку;
• зеркальные — падающий луч отклоняется от зеркала, которое поворачивается от действия магнитного поля.

Применение гальванометров

Вклад использования этих устройств в научные исследования трудно переоценить. Однако гальванометры применяются во многих различных областях.

• высокочувствительные измерительные приборы (амперметры, вольтметры);
• кино- и фотоиндустрия (экспонометры, датчики освещённости);
• в электронике и электроэнергетике (нуль-индикаторы, измерители напряжений и токов);
• детекция и рекордирование сигналов в разных сигнало-пишущих устройствах (осциллографы, осциллоскопы) и т. д.

Гальванометры — это целая категория высокоточных измерительных приборов для исследования электричества, протекающего по трубопроводам, и его естественных характеристик.

Благодаря различным принципам построения и измерения, они подходят для самых распространенных бытовых и промышленных применений и являются простыми (их можно сделать самостоятельно) и в то же время необходимыми измерительными приборами для динамики энергии, электричества, электроники и других видов человеческой деятельности. Связаны с электромагнитными полями.

За менее чем 200-летнюю историю было разработано множество гальванометров, различающихся по размерам, принципу действия и измерительной шкале.

Вы знаете, что на проводник с током, расположенный между полюсами магнита, действует сила, и проводник рухаеться?

Вы знаете, что на силовой проводник между полюсами магнита действует сила, и проводник разрушается.

Устройства, использующие это явление: а) электрические двигатели в приборах) электромагнитные ответвители.

Явление силы, используемое в гальванометрических устройствах.

Синагоги — это устройства, которые используют.

На этой странице вы найдете ответ на вопрос: какие токи используются в гальванометрических приборах? Ответы на этот и подобные вопросы в категории «Природа», которые можно найти с помощью удобной поисковой системы, перечислены ниже. Уровень сложности вопроса подходит для классов 5-9. В комментариях ниже смотрите варианты ответов для посетителей этой страницы. Вы можете обсудить этот вопрос в Интернете. Если ни один из предложенных ответов не удовлетворяет, задайте новый вопрос в поисковой строке вверху и нажмите кнопку .