Galvanômetro: aplicativo de tipos de dispositivo de funções

Um galvanômetro é um dispositivo para medir parâmetros em circuitos elétricos.. Este dispositivo é utilizado quando é necessário medir pequenas correntes ou detectar a ausência de tensão nas redes., tendo parâmetros diferentes. Vamos dar uma olhada mais de perto neles neste artigo..

O que é um galvanômetro

Na verdade, qualquer galvanômetro é um dispositivo, projetado para medir os parâmetros de redes elétricas. Dadas as características destes dispositivos, deve-se notar, quais são os valores mínimos da quantidade de eletricidade, corrente e resistência. Por exemplo, para determinar a presença e indicadores mínimos de I em seções específicas do circuito, são utilizados galvanômetros com sensibilidade aumentada.

Pela primeira vez, as características da deflexão de uma agulha magnética sob a influência de uma corrente elétrica em um condutor foram descritas por Hans Oersted em 1820 ano. Naquela época, um fenômeno semelhante foi considerado como uma forma de medir a atual. Falando sobre o inventor do galvanômetro, deve ser notado, que Johann Schweiger foi o primeiro a mencionar tal dispositivo. Aconteceu 16 Setembro 1820 do ano e está associado à Universidade de Halle. O próprio termo surgiu apenas em 1836 e veio do nome do cientista Luigi Galvani.

Inicialmente, o funcionamento do dispositivo baseava-se na força do campo magnético da Terra.. Amostras semelhantes de equipamentos de medição foram chamadas de galvanômetros tangenciais.. Eles tiveram que ser orientados no espaço antes do uso.. Mais tarde, o primeiro dispositivo astático nasceu, cujos criadores usaram ímãs de direções opostas. Tal abordagem permitiu excluir o fator de influência do mencionado campo magnético do planeta..

Dispositivos modernos nos diagramas são marcados de acordo com o GOST atual no diagrama. O galvanômetro é marcado com uma seta, apontando para cima e localizado dentro do círculo.

Apesar da aparente simplicidade do design, esses dispositivos têm vários recursos importantes.

• Um dos principais parâmetros é a constante, cujo valor determina a distância entre o espelho e a balança e é calculado levando em consideração o segmento de comprimento padrão 1 metros. Em situações com dispositivos portáteis, este valor é o preço de uma divisão da balança. Para modelos estacionários, é 10-11 A / m / mm, e para celular 10-8 ou 10-9 A/del. Em ambos os casos, um erro de 10% é permitido em ambas as direções..
• Não retorno da seta à marca zero no processo de seu movimento do ponto extremo da escala, ou seja, a chamada constância de zero. Este indicador em termos numéricos é aplicado à escala na forma de um símbolo em forma de diamante..
• A presença de tal elemento estrutural, como um shunt magnético. Sua posição é alterada girando um botão especial, que, por sua vez, leva a uma mudança na constante do galvanômetro e a indução magnética na lacuna. Pensando nisso, a documentação técnica, incluindo passaporte medidor, contém os valores da constante em duas posições do shunt magnético, isto é, no estado de entrada e saída.
• Presença de corretor, com que a flecha se move entre duas posições extremas.
• Presença de uma gaiola, que é parte integrante de todos os dispositivos modernos, tendo suspensões. Este elemento permite fixar com segurança a parte móvel e, assim, minimizar o risco de danos ao dispositivo durante o transporte..
• Possibilidade de instalar blindagem eletrostática para garantir a proteção mais eficaz do dispositivo contra vazamentos.

Certas características de design dos galvanômetros estão associadas precisamente à presença da parte móvel mencionada. Em particular, ajuste de amortecimento, proporcional às suas flutuações, através da seleção de uma resistência externa (R).

No passaporte de cada dispositivo é obrigatório o valor máximo deste parâmetro, sendo crítico.

Na prática, na grande maioria dos casos, a resistência externa é ajustada o mais próximo possível do expoente crítico. isto, por sua vez, elimina o risco de flutuações da seta (ponteiro) dentro da posição de equilíbrio.

Funções do galvanômetro

Muitas pessoas têm uma pergunta perfeitamente lógica, sobre isso, para que serve um galvanômetro na física e na vida cotidiana. Como já notado, este dispositivo mede os parâmetros da rede elétrica. Ao mesmo tempo, seu funcionamento é baseado na conversão da corrente em movimento mecânico., como resultado, os indicadores desejados são exibidos na escala.

Geralmente, o equipamento em questão executa as funções de dispositivos analógicos, medindo a corrente na rede.

especialistas, representando diferentes indústrias, galvanômetros são usados ​​para, para obter dados, confirmando que os parâmetros desejados estão dentro de certos limites. Isso permite que você monitore efetivamente o estado dos circuitos elétricos e detecte falhas em tempo hábil..

Importante lembrar, que na maioria das vezes o desvio de parâmetros das normas estabelecidas indica falhas na operação de sistemas.

Considerando que, qual parte do dispositivo é móvel, galvanômetros se enquadram em duas categorias principais. isto, por sua vez, define sua funcionalidade. Então, o primeiro tipo inclui dispositivos com ímãs móveis, e ao segundo - equipamentos com condutores móveis. Ambos os tipos são igualmente eficazes na medição de uma corrente que muda lentamente em um determinado momento., bem como a corrente da tensão correspondente em rápida mudança. Além do mais, a lista de funções inclui contabilizar o efeito total da corrente durante um determinado período de tempo, realizado, geralmente, flumeters e galvanômetros balísticos.

O dispositivo e o princípio de operação do galvanômetro

Respondendo a uma pergunta, Como esse dispositivo é organizado?, Deve ser notado, que o projeto do galvanômetro mais simples, nascido no início do século XIX, incluiu um ponteiro magnético (seta), que é suspenso por um fio fino e colocado dentro de uma bobina fixa. Assim que uma corrente elétrica aparece nesta estrutura de fio, a seta se desvia de sua posição original. Na ausência de corrente no sistema, o ponteiro permanecerá estacionário, ou seja, a seta aponta para zero.

Muitos modelos de galvanômetros modernos são dispositivos magnetoelétricos., que usam corrente elétrica. Seu design padrão inclui os seguintes elementos.

1. Ímã permanente.
2. Bobina giratória, localizado entre os pólos.
3. Ponteiro Leve (seta), que está ligado à bobina e forma com ela um eixo de rotação. Se não houver corrente neste último, então o ponteiro é fixado na marca zero usando uma mola de retorno.

Uma bobina é colocada no campo de um ímã permanente. (enrolamento), em que o ponteiro de seta é fixado. Em sua posição inicial, esta estrutura é sustentada pela mola mencionada acima..

Quando uma corrente elétrica passa por uma bobina, um campo magnético aparece imediatamente nela.. Em paralelo, ocorre uma interação entre ele e o campo de um imã permanente. Nesse caso, o enrolamento, junto com o ponteiro, começa a se desviar de zero, o que é um dispositivo de sinalização para a presença de corrente no sistema. Assim que a corrente elétrica desaparece, o campo magnético da bobina também desaparece. Neste momento, sob a ação da mola, a flecha retorna à sua posição original.. E neste caso estamos falando de uma demonstração visual da ausência de corrente no circuito. Em outras palavras, uma das funções do galvanômetro é executada, ou seja, verificando a voltagem.

Entendendo os recursos do dispositivo, deve ser notado, que hoje várias modificações dos dispositivos descritos são amplamente utilizadas.

Então, os dispositivos móveis estão equipados com um quadro móvel, que é fixado em estrias, bem como uma escala integrada e ponteiro ou indicador luminoso. Modelos estacionários de galvanômetros são ajustados de acordo com o nível, enquanto um pequeno espelho é fixado na moldura. Esses dispositivos são equipados com uma balança remota com um indicador luminoso., caracterizado pela sensibilidade máxima. Com a ajuda de um feixe de luz refletido no espelho e movendo-se paralelamente ao longo da escala, o movimento angular da moldura é controlado. Esses dispositivos do tipo quadro são usados ​​na prática como indicadores nulos., ou seja, aparelhos, corrigir a ausência de corrente ou tensão elétrica na rede. Eles permitem em condições de laboratório fixar os parâmetros nos valores mínimos de I e U.

Quase todos os galvanômetros são equipados com shunts magnéticos., cuja posição é regulada por um manípulo externo para, para alterar o índice de indução na lacuna de trabalho. De maneira semelhante, você pode alterar os valores dos parâmetros desejados pelo menos, de três vezes, tendo em conta os requisitos das normas vigentes. Um corretor especial é responsável por mover o ponteiro em ambas as direções a partir da marca zero..

Outro ponto importante é a necessidade de proteção efetiva dos galvanômetros contra interferências..

Isso é especialmente verdadeiro para dispositivos altamente sensíveis.. Então, para modelos estacionários de equipamentos de medição, uma base especial é frequentemente construída (Fundação), evitando impactos mecânicos de forma confiável. corrente de fuga, como já notado, prevenir protegendo. Além de tudo mais, deve ser notado, que cada tipo de instrumento de medição moderno tem suas próprias características de design e princípio de funcionamento.

Diferenças entre um galvanômetro e um amperímetro

Independentemente das especificidades do projeto e da gama de operações realizadas, qualquer galvanômetro é um dispositivo de medição elétrica, caracterizado pelo aumento da sensibilidade e usado para determinar a força atual de um valor insignificante. Ao mesmo tempo, muitos estão interessados, qual é exatamente a diferença entre essas amostras de tecnologia de medição e amperímetros clássicos. Em primeiro lugar, deve-se notar, que estes últimos são equipamentos para encontrar a magnitude da corrente, medido em amperes.

A escala de tais dispositivos, tendo em conta a gama de medições que realizam, pode ser graduada em microamperes, miliamperes, amperes e kiloamperes.

Ao contrário do microamperímetro, que também é capaz de determinar indicadores de correntes relativamente pequenas, a escala do galvanômetro é calibrada por várias grandezas elétricas. Sua lista inclui, entre outras coisas, unidades de tensão.

Outro ponto importante é, que os instrumentos de medição descritos podem ter graduação condicional. Na maioria das vezes, essa escala pode ser encontrada em situações, em que o galvanômetro desempenha as funções de um indicador nulo.

Tipos de galvanômetros

Apesar disso, que todos os instrumentos de medição descritos têm o mesmo princípio de operação, existe uma grande variedade de variedades. Além disso, cada tipo de dispositivo difere dos outros em design e funcionalidade.. Uma ampla escolha permite que você compre equipamentos, atende plenamente a todos os requisitos e preferências de um potencial comprador. Ao mesmo tempo, é bastante difícil para alguns entender a variedade de modelos disponíveis e tais designações., Como, Por exemplo, M-001.

Então, Os galvanômetros M195 e M195/1 são projetados para medições zero. Vale a pena notar, que todos os modelos de equipamentos apresentados no mercado diferem entre si, antes de tudo, construtivamente. Dispositivos magnetoelétricos têm uma estrutura eletricamente condutora, fixo durante a operação em um eixo especial, colocado em um campo magnético. O desvio do ponteiro da posição zero é determinado pela magnitude da corrente fornecida, indução e rigidez da mola de retorno.

A principal característica desse tipo de aparelho é o aumento da sensibilidade..

Uma característica dos galvanômetros tangenciais é a presença de uma bússola, necessário comparar os campos magnéticos da corrente elétrica e da Terra. O dispositivo recebeu esse nome porque, que seu funcionamento é baseado na lei tangencial do magnetismo. A bobina neste caso é feita de cobre e possui isolamento. O quadro em si está localizado verticalmente e durante a operação do dispositivo gira em torno de seu eixo. Ao mesmo tempo, a bússola está no plano horizontal e bem no centro da escala redonda. Antes de iniciar o trabalho, o galvanômetro tangencial é posicionado de forma, de modo que a agulha da bússola coincida com o plano sinuoso. Depois disso, uma corrente é passada através dele, criando um campo magnético no eixo da bobina.

Vale a pena notar, que o campo artificial é perpendicular ao campo magnético do planeta.

Como resultado, o ponteiro do dispositivo responde a ambos os campos ativos e se desvia em um determinado ângulo da marca zero, que é a tangente da razão de campos artificiais e naturais.

Além dos já descritos, também existem os seguintes tipos de galvanômetros.

• Dispositivos eletromagnéticos, tendo um design bastante simples, cujos elementos principais são uma bobina fixa e um ímã livre ou núcleo. Com a passagem de uma corrente elétrica, esse elemento móvel gira ou é arrastado para dentro da bobina. A principal desvantagem de tais modelos era a não linearidade da escala, o que dificulta a calibração. Na grande maioria dos casos, os galvanômetros eletromagnéticos são operados como amperímetros CA..
• Dispositivos eletrodinâmicos, em que as bobinas desempenham as funções de elementos estáticos e móveis.
• espelhado, diferindo da grande maioria de seus "irmãos" em precisão máxima. Este equipamento usa pequenos espelhos e um feixe de luz para fazer leituras., refletido por eles. Ao mesmo tempo, este tipo de galvanômetro foi amplamente utilizado..
• Modelos de Vibração, que são uma variação sobre o tema dos instrumentos de medição de espelho. Uma de suas principais características é seu tamanho compacto e peso leve.. O ajuste do dispositivo é realizado por meio de tensão de mola.
• Galvanômetros térmicos, cujo design inclui um sistema de alavancas e um condutor. Ao passar pela última corrente elétrica, seu comprimento muda (aumenta). Paralelamente a isso, as alavancas convertem essa deformação do condutor em uma deflexão do ponteiro.
• Aperiódico. Nesse caso, a essência do funcionamento do equipamento se reduz ao fato, que após cada desvio, a agulha do galvanômetro retorna à sua posição de equilíbrio.
• Dispositivos balísticos, usado para determinar os parâmetros de impulsos elétricos únicos. Os elementos móveis de tais modelos são caracterizados pelo aumento da inércia, o que os distingue de outras modificações.

Além de todos os itens acima, atenção também deve ser dada aos galvanômetros de corda. Neste caso, estamos falando de um dos primeiros desenhos, que foi originalmente usado na medicina. O criador do dispositivo em 1895 ano foi o fisiologista holandês Willem Einthoven. O dispositivo de medição consistia em um filamento de quartzo, que, devido à sua espessura mínima, era capaz de oscilar sob a influência do ar. Ela foi mantida em um campo magnético energizado..

Todos os tipos listados de galvanômetros são caracterizados pela simplicidade de design e operação.. No entanto, devido à introdução ativa de tecnologias avançadas e soluções técnicas inovadoras, os instrumentos de medição eletrônicos são usados ​​em quase todos os lugares atualmente.. Suas principais vantagens são a confiabilidade e, é claro, precisão máxima.

Como usar um galvanômetro corretamente

Os galvanômetros podem ser chamados com segurança de toda uma classe de equipamentos de medição, caracterizado pelo nível máximo de precisão e usado para pesquisa sobre a magnitude da corrente elétrica, passando por condutores, bem como outros parâmetros. Devido à ampla gama de modelos e sua funcionalidade, esses instrumentos de medição são usados ​​com sucesso na produção., em casa e no laboratório. Ao mesmo tempo, o dispositivo mais simples pode ser feito à mão..

O galvanômetro funciona como um equipamento autônomo, exibindo os parâmetros de baixas correntes ou executando as funções de indicadores nulos, e na forma da unidade principal de outros dispositivos. Então, existe a opção de usar a técnica descrita como amperímetro e voltímetro. Isso vai exigir:

• conecte um resistor de derivação em paralelo com um dispositivo para determinar a intensidade da corrente em amperes;
• instale uma resistência adicional em série no circuito para medir a tensão.

Além dessas opções, os galvanômetros são capazes de executar efetivamente as funções de outros instrumentos.

1. Termômetro em conjunto com um sensor de temperatura e medidor de exposição quando um fotodiodo está conectado.
2. O medidor cobra. Neste caso, estamos falando do funcionamento de galvanômetros balísticos., fornecendo a capacidade de determinar os parâmetros de pulsos únicos, при прохождении которых происходит резкое движение (отброс) рамки.
3. Индикатора нуля, эффективно определяющий отсутствие электрического тока в цепи при фиксации указателя на нулевой отметке, escala graduada apropriadamente.
4. Gravadores de Osciloscópio. Os recursos de design permitem que você conecte um galvanômetro diretamente ao chamado escriba. Como resultado, ao fixar qualquer impulso, o dispositivo reage instantaneamente e ativa simultaneamente o dispositivo de gravação, которое, por sua vez, exibe todos os dados no papel.
5. Meios para realizar escaneamento óptico. Isso se refere ao uso de modelos de espelho em sistemas ópticos a laser..

No momento, os designs analógicos estão perdendo terreno ativamente, dando lugar ao moderno, aparelhos digitais. De acordo com as estatísticas atuais, galvanômetros de espelho são os mais amplamente utilizados. Eles ainda são amplamente utilizados como elementos de vários sistemas de laser.. Isso se deve à sua capacidade de desviar feixes de laser..

Independentemente do tipo de equipamento de medição, seu design e funcionalidade, seu funcionamento deve ser abordado corretamente. Ao mesmo tempo, você precisa se lembrar sobre a segurança, no que diz respeito ao trabalho elétrico.. Pontos não menos importantes serão as regras para armazenamento e manutenção de dispositivos, consagrado nas instruções relevantes.

No próximo vídeo, você aprenderá mais sobre, O que é um galvanômetro vertical e como ele funciona?.

Vídeo galvanômetro vertical