Гальванометр
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Гальванометр

Гальванометр (від гальвано... і ...метр ) , високочутливий прилад електровимірювання, що реагує на вельми малу силу струму або напругу. Найчастіше Р. використовують як нуль-індикатори, тобто пристроїв для індикації відсутності струму або напруги в електричному ланцюзі. Застосовують Р. і для вимірів малих сили струму і напруги, визначивши заздалегідь постійну приладу (ціну ділення шкали). Розрізняють Р. постійного і змінного струму. Перші Р. постійного струму були створені в 20-х роках 19 ст і за принципом дії були приладами магнітоелектричної системи (див. Магнітоелектричний прилад вимірник). Вони складалися з магнітної стрілки, підвішеної на тонкій нитці і поміщеної усередині котушки з дроту. За відсутності струму в котушці стрільця встановлюється по магнітному меридіану даного місця. Появу струму викликає відхилення стрілки від первинного положення. У 19 ст було створено багато конструктивних різновидів Р. з рухливою магнітною стрілкою і вони широко застосовувалися при наукових дослідженнях електромагнітних явищ. Так, наприклад, в 1886 Р. Кольрауш, користуючись таким Р., визначив з високою точністю електрохімічний еквівалент срібла.

  В 1881 французький учений Же. А. д''Арсонваль створив Р. з рухливою котушкою, в якому рухливим елементом служив провідник із струмом, поміщений в поле постійного магніта. Залежно від конструкції рухливої частини такі Р. підрозділяють на Р. рамкові (рухлива частина — рамка з декількома витками дроту), петлеві (рухлива частина — петливши з одного витка дроту) і струнні (рухлива частина — дріт, натягнутий як струна). Як приклад на мал. 1 показаний пристрій рамкового Р. В полі постійного магніта 1 розташована рамка 2, на осі якої укріплена стрілка-покажчик 3. струм, що Протікає по витках рамки, взаємодіє з полем постійного магніта і створює момент, що обертає, викликає поворот рухливої частини і відповідно переміщення стрілки відносно шкали. Для підвищення чутливості Р. на рухливій частині замість стрілки покажчика укріплюють мініатюрне люстерко оптичного відлікового пристрою. На мал. 2 показаний дзеркальний Р. з оптичним пристроєм. Промінь світла від освітлювача 1 падає на люстерку 3 і, відбиваючись від нього, потрапляє на шкалу 4. Шкалу встановлюють на відстані 1,5—2 м-кодом від Р., тому навіть вельми малі кутові переміщення люстерка викликають помітні відхилення світлової плями на шкалі від його нульового положення. Різновидом є Р. зі світловим відліком, в яких освітлювач і шкала розміщені в одному корпусі з механізмом Р. В цьому випадку для здобуття достатньої довжини світлового променя застосовують багатократне віддзеркалення його від декількох нерухомих дзеркал.

  При проходженні по обмотці Р. короткочасного імпульсу струму виходить балістичний покидьок рухливої частини з нульового положення з подальшим поверненням до нього після декількох коливань. Якщо тривалість імпульсу значно менше періоду власних коливань рухливої частини, то перше найбільше відхилення покажчика пропорційне кількості електрики, перенесеної імпульсом. Для виміру кількості електрики при порівняно тривалих імпульсах виготовляють Р. балістичні, в яких момент інерції рухливої частини значно більше, чим в звичайних Р. За допомогою балістичних Р. можна вимірювати кількість електрики при імпульсах тривалістю до 2 сек.

  Для виявлення малих значень сили змінного струму або напруги застосовують Р. вібраційні змінного струму і з перетворювачами змінного струму в постійний. Вібраційні Р. за принципом дії ідентичні Р. постійного струму і відрізняються від них лише тим, що мають дуже малий момент інерції рухливої частини. Пристрій вібраційного Р. з рухливим магнітом показаний на мал. 3 . Рухлива пластинка 3 з магнітомягкой сталі поміщається між полюсами постійного магніта 1 в полі електромагніту 2 (між полюсами n і m ) . Пластинка 3 зміцнюється разом з маленьким люстерком на бронзовій стрічці. Вимірюваний змінний струм, проходя по обмотці 5 електромагніту 2 , створює змінне магнітне поле, що накладається на постійне поле постійного магніта 1 . Результуюче магнітне поле міняє свій напрям з частотою змінного струму і викликає коливання пластинки 3 ; при цьому чітке зображення на шкалі 7 світловій щілині 6 розмивається в світлову смужку. Ширіна смужки пропорційна силі змінного струму в обмотці електромагніту 2 . Чутливість вібраційного Р. виходить максимальною, коли частота власних коливань рухливої частини Р. дорівнює частоті змінного струму, тому всі вібраційні Р. мають пристосування для зміни частоти власних коливань в цілях налаштування рухливої частини в резонанс з досліджуваним змінним струмом. Вібраційні Р. виготовляються для роботи при частотах не понад 5 кгц .

  Термогальванометр — Р. змінного струму з термопреобразователем, що має механізм магнітоелектричного Р. з рухливою рамкою у вигляді одного витка. Половини цього витка виконані з різних металів і утворюють термопару . Поблизу одного із спаїв розташований нагрівач, до якого підводять вимірюваний змінний струм. Термострум, що виникає в рамці, відхилює її від нульового положення. Цей Р. може застосовуватися для роботи при частотах понад 5 кгц .

  Основною характеристикою Р. є чутливість або величина, їй зворотна, — постійна Г. Современниє Р. постійного струму серійного виробництва дозволяють виявляти струми силоміць біля 5·10 -11 а і напруга порядку 5·10 -8 в . Постійні вібраційних Р. змінного струму мають порядок 1·10 -1 а / ділення .

  Літ.: Черданцева З. Ст, Електричні виміри, 3 видавництва, М. — Л., 1933; Карандєєв До. Б., Гальванометри постійного струму, Львів, 1957; Арутюнов Ст О., Електричні вимірювальні прилади і виміри, М., 1958.

  Н. Г. Вострокнутов .

Мал. 3. Вібраційний гальванометр: 1 — постійний магніт; 2 — електромагніт; 3 — рухлива пластинка; 4 — бронзова стрічка; 5 — обмотка для вимірюваного струму; 6 — щілина оптичної системи; 7 — шкала.

Мал. 1. Рамковий гальванометр: 1 — постійний магніт; 2 — рамка; 3 — стрілка-покажчик; 4 — виводи рамки; 5 — шкала.

Мал. 2. Дзеркальний гальванометр: 1 — освітлювач (лампа); 2 — гальванометр; 3 — люстерко; 4 — шкала.