Электричество и магнетизм (1188650), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Ïîëó÷èòå âñå ðàâåíñòâà (2.28), îïðåäåëÿþùèå äîáðîòíîñòü êîíòóðà.  ÷¼ìñîñòîèò èçè÷åñêèé ñìûñë äîáðîòíîñòè?4.  êàêèõ ñëó÷àÿõ ìîæíî ãîâîðèòü, ÷òî êîëåáàòåëüíûé êîíòóð ñëàáî ñâÿçàíñ äðóãèìè ýëåìåíòàìè ñõåìû?àáîòà 3.2.677ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÀÒÓÛ1. Ñèâóõèí Ä.Â. Îáùèé êóðñ èçèêè. Ò. III. Ýëåêòðè÷åñòâî. Ì.: Íàóêà,1983. 124, 127.2. Êàëàøíèêîâ Ñ.. Ýëåêòðè÷åñòâî. Ì.: Íàóêà, 1977. 221, 222, 210.àáîòà 3.2.6Èññëåäîâàíèå ãàëüâàíîìåòðàÖåëü ðàáîòû: èçó÷åíèå ðàáîòû âûñîêî÷óâñòâèòåëüíîãî çåðêàëüíîãîãàëüâàíîìåòðà ìàãíèòîýëåêòðè÷åñêîé ñèñòåìû â ðåæèìàõ èçìåðåíèÿïîñòîÿííîãî òîêà è ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà. ðàáîòå èñïîëüçóþòñÿ: çåðêàëüíûé ãàëüâàíîìåòð ñ îñâåòèòåëåìè øêàëîé, èñòî÷íèê ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ, äåëèòåëü íàïðÿæåíèÿ,ìàãàçèí ñîïðîòèâëåíèé, ýòàëîííûé êîíäåíñàòîð, âîëüòìåòð, ïåðåêëþ÷àòåëü, êëþ÷è, ëèíåéêà.Áàëëèñòè÷åñêèì ãàëüâàíîìåòðîì íàçûâàþò ýëåêòðîèçìåðèòåëüíûéïðèáîð ìàãíèòîýëåêòðè÷åñêîé ñèñòåìû, îòëè÷àþùèéñÿ âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ ê òîêó è ñðàâíèòåëüíî áîëüøèì ïåðèîäîì êîëåáàíèéïîäâèæíîé ñèñòåìû (ðàìêè).ëàâíîé ÷àñòüþ áàëëèñòè÷åñêîãî ãàëüâàíîìåòðà ÿâëÿåòñÿ ïîäâåøåííàÿ íà âåðòèêàëüíîé íèòè ðàìêà, ïîìåù¼ííàÿ â ïîëå ïîñòîÿííîãî ìàãíèòà.
Âûðåç öèëèíäðè÷åñêîé îðìû â ïîëþñàõ ìàãíèòà è åððîìàãíèòíûé öèëèíäð íà îñè ñèñòåìû äåëàþò ïîëå â çàçîðå ðàäèàëüíûì (ðèñ. 1).Ñêðåïë¼ííîå ñ ðàìêîé çåðêàëüöå ñëóæèò äëÿ èçìåðåíèÿ óãëà ïîâîðîòàðàìêè. Ê ðàìêå ïðèêðåïë¼í ïîëûé öèëèíäð, êîòîðûé ñèëüíî óâåëè÷èâàåò ìîìåíò èíåðöèè è, ñëåäîâàòåëüíî, ïåðèîä êîëåáàíèé ïîäâèæíîéñèñòåìû, íå î÷åíü å¼ óòÿæåëÿÿ. Ìàãíèò è ïîäâèæíàÿ ñèñòåìà çàêëþ÷åíû â çàùèòíûé êîæóõ.
 áàëëèñòè÷åñêèõ ãàëüâàíîìåòðàõ ïðèìåíÿþòñèëüíûå ïîñòîÿííûå ìàãíèòû è ðàìêè ñ áîëüøèì êîëè÷åñòâîì âèòêîâ,ïîäâåøåííûå íà òîíêèõ íèòÿõ ñ ìàëîé óïðóãîñòüþ.Áàëëèñòè÷åñêèé ãàëüâàíîìåòð ïîçâîëÿåò èçìåðÿòü êàê ïîñòîÿííûéòîê (ñòàöèîíàðíûé ðåæèì), òàê è çàðÿä, ïðîòåêøèé ÷åðåç ðàìêó çàíåêîòîðîå âðåìÿ (áàëëèñòè÷åñêèé ðåæèì).  áàëëèñòè÷åñêîì ðåæèìåãàëüâàíîìåòð ìîæåò ðàáîòàòü, åñëè âðåìÿ ïðîòåêàíèÿ çàðÿäà ìíîãîìåíüøå ïåðèîäà ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé ïîäâèæíîé ðàìêè.
Ïîýòîìó ïåðèîä êîëåáàíèé ðàìêè äåëàþò áîëüøèì (5÷15 ñ). Ýòî âðåìÿ ó÷èòûâàåòðåàêöèþ ýêñïåðèìåíòàòîðà, êîòîðîìó íàäî óñïåòü ñäåëàòü îòñ÷¼ò ìàêñèìàëüíîãî îòêëîíåíèÿ ðàìêè.78Ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿÓðàâíåíèå äâèæåíèÿ ïîäâèæíîé ñèñòåìû. Íà ïîìåù¼ííóþ â ìàãíèòíîå ïîëå îáòåêàåìóþ òîêîì ðàìêó ãàëüâàíîìåòðà äåéñòâóþò ñëåäóþùèå ìîìåíòû ñèë: ìîìåíò çàêðó÷åííîé íèòè, ìîìåíò ìàãíèòíûõ ñèëè òîðìîçÿùèé ìîìåíò, çàâèñÿùèé îò ñèë ñîïðîòèâëåíèÿ âîçäóõà è îòâèõðåâûõ òîêîâ, âûçûâàþùèõ ýëåêòðîìàãíèòíîå òîðìîæåíèå.
àññìîòðèì êàæäûé èç ýòèõ ìîìåíòîâ â îòäåëüíîñòè.Ìåõàíè÷åñêèé ìîìåíò M1 óïðóãèõ ñèë íèòè ïðîïîðöèîíàëåí óãëóïîâîðîòà ðàìêèM1 = −D ϕ,(1)ãäå D ìîäóëü êðó÷åíèÿ íèòè, à ϕ óãîë ïîâîðîòà ðàìêè îò ïîëîæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ.Åñëè ðàìêà ñ ÷èñëîì âèòêîâ N , îáòåêàåìàÿ òîϕêîìI , ïîìåùåíà â ìàãíèòíîå ïîëå ñ èíäóêöèåé B ,j6Sòî íà áîêîâûå ñòîðîíû ðàìêè (ïåðïåíäèêóëÿðíûå`÷åðòåæó íà ðèñ. 1) äåéñòâóþò ñèëû, ðàâíûå lN BI ,io 6p 71ãäå l äëèíà áîêîâîé ñòîðîíû.
Îáîçíà÷èâ ÷åðåç r1` iðàññòîÿíèå îò áîêîâîé ñòîðîíû äî îñè âðàùåíèÿ,7 6Iíàéä¼ì ìîìåíò ïàðû ñèëNèñ. 1. àìêà ñ òîêîìâ ìàãíèòíîì ïîëåM2 = 2rlBN I = BSN I,(2)ãäå S ïëîùàäü îäíîãî âèòêà ðàìêè.Òîðìîçÿùèé ìîìåíò ñêëàäûâàåòñÿ èç ìîìåíòîâ ñèë ýëåêòðîìàãíèòíîãî òîðìîæåíèÿ è ñèë òðåíèÿ î âîçäóõ.
 ðàìêå, äâèæóùåéñÿ â ìàãíèòíîì ïîëå ñ óãëîâîé ñêîðîñòüþ ϕ̇, íàâîäèòñÿ ÝÄÑ èíäóêöèè:Eèíä = −dΦ= −BSN ϕ̇,dtãäå Φ ìàãíèòíûé ïîòîê, ïðîíèçûâàþùèé ðàìêó. Ïðåíåáðåãàÿ ñàìîèíäóêöèåé ðàìêè, ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî ýòà ÝÄÑ âûçûâàåò òîê èíäóêöèèIèíä = −BSN ϕ̇/RΣ . Çäåñü RΣ ïîëíîå ñîïðîòèâëåíèå öåïè, ñîñòîÿùååèç ñîïðîòèâëåíèÿ ðàìêè R0 è ñîïðîòèâëåíèÿ âíåøíåãî ó÷àñòêà öåïè R:RΣ = R0 + R. Òîðìîçÿùèé ìîìåíòM3 = BSN Ièíä = −(BSN )2ϕ̇.RΣ(3)Îáû÷íî ýòîò ìîìåíò çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäèò ìîìåíò ñèë òðåíèÿ ðàìêè î âîçäóõ, êîòîðûì ìû è ïðåíåáðåæ¼ì äëÿ ïðîñòîòû ðàñ÷¼òà.Óðàâíåíèå äâèæåíèÿ ðàìêè èìååò âèäJ ϕ̈ = Σ M,àáîòà 3.2.679ãäå J ìîìåíò èíåðöèè ïîäâèæíîé ñèñòåìû, à ΣM ñóììà ìîìåíòîââñåõ ñèë, äåéñòâóþùèõ íà ðàìêó; ïîäñòàâëÿÿ (1), (2) è (3), ïîëó÷èìJ ϕ̈ +(BSN )2ϕ̇ + Dϕ = BSN I.RΣàçäåëèì îáå ÷àñòè óðàâíåíèÿ íà J è ââåä¼ì îáîçíà÷åíèÿ(BSN )2= 2γ JRΣD2= ω0JBSN=K J(4)Óðàâíåíèå äâèæåíèÿ ðàìêè ïðèìåò âèäϕ̈ + 2γ ϕ̇ + ω02 ϕ = KI.(5)Âåëè÷èíà γ íàçûâàåòñÿ êîýèöèåíòîì çàòóõàíèÿ ïîäâèæíîé ñèñòåìûãàëüâàíîìåòðà, ω0 ñîáñòâåííîé ÷àñòîòîé êîëåáàíèé ðàìêè.Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî òîê I â óðàâíåíèè (5) îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé ÝÄÑ E âíåøíåãî èñòî÷íèêà, ê êîòîðîìó ïîäêëþ÷¼í ãàëüâàíîìåòð:I = E /RΣ , à âëèÿíèå èíäóêöèîííîãî òîêà, òîðìîçÿùåãî äâèæåíèå ðàìêè, îòðàæàåò ñëàãàåìîå, ïðîïîðöèîíàëüíîå ϕ̇.Åñëè ÷åðåç ðàìêó ïðîïóñêàòüïîñòîÿííûé òîê (äîñòàòî÷íî äîëãî, ÷òîáû çàòóõëè êîëåáàíèÿ ïîäâèæíîé ñèñòåìû), òî â óðàâíåíèè (5) ìîæíî ïîëîæèòü ϕ̈ = ϕ̇ = 0, è óãîëïîâîðîòà îïðåäåëèòñÿ îðìóëîéåæèì èçìåðåíèÿ ïîñòîÿííîãî òîêà.ϕ=KBSNII=.I=2ω0DCIÂåëè÷èíà CI íàçûâàåòñÿ äèíàìè÷åñêîé ïîñòîÿííîé ãàëüâàíîìåòðà:CI =DI=.ϕBSNÈññëåäóåì ñâîáîäíîå äâèæåíèå ðàìêè (ò.
å. äâèæåíèå â îòñóòñòâèå âíåøíèõ èñòî÷íèêîâ òîêà, êîãäà I = 0).Ïðåäïîëîæèì, ÷òî âûïîëíåíû ñëåäóþùèå íà÷àëüíûå óñëîâèÿ:Ñâîáîäíûå êîëåáàíèÿ ðàìêè.ïðè t = 0ϕ = 0,ϕ̇ = ϕ˙0 .(6)80Ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿÏðè ýòîì óðàâíåíèå (5) ïðèìåò âèä(7)Óðàâíåíèå (7) ïîëíîñòüþ àíàëîãè÷íî óðàâíåíèþ (2.8) Ïðèëîæåíèÿ. Èññëåäîâàíèå ðåøåíèé (2.8) ïîäðîáíî ïðîâåäåíî âî ââåäåíèè ê ðàçäåëó.Ïðèìåíèì ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû äëÿ àíàëèçà äâèæåíèÿ ðàìêè.
Îáùåå ðåøåíèå óðàâíåíèÿ (7) èìååò âèä(8)ϕ = A1 eλ1 t + A2 eλ2 t ,ãäå A1 è A2 íóæíî âûáðàòü òàê, ÷òîáû óäîâëåòâîðèòü íà÷àëüíûì óñëîâèÿì. Çäåñü âîçìîæíû ñëåäóþùèå ñëó÷àè.1. γ < ω0 (êîëåáàòåëüíûé ðåæèì).åøåíèå óðàâíåíèÿ (7), óäîâëåòâîðÿþùåå íà÷àëüíûì óñëîâèÿì (6),èìååò â ýòîì ñëó÷àå âèäãäå81ãäåϕ̈ + 2γ ϕ̇ + ω02 ϕ = 0.ϕ=àáîòà 3.2.6ϕ˙0 −γtesin ωt,ω(9)(10)ω 2 = ω02 − γ 2 .Äâèæåíèå ðàìêè èìååò êîëåáàòåëüíûé õàðàêòåð è çàòóõàåò ñî âðåìåíåì.Ïåðèîä êîëåáàíèé ðàâåí2π2π2πT == p 2.= q2(BSN )4ωDω0 − γ−2J(2JR )κ 2 = γ 2 − ω02 .Äâèæåíèå îñòà¼òñÿ àïåðèîäè÷åñêèì, îäíàêî ïîäâèæíàÿ ñèñòåìà ïðèáëèæàåòñÿ ê ðàâíîâåñèþ ìåäëåííåå, ÷åì â êðèòè÷åñêîì ðåæèìå.Êàê óæå áûëî îòìå÷åíî, ïåðèîä ñâîáîäíûõ êîëåáàíèé áàëëèñòè÷åñêîãî ãàëüâàíîìåòðà áëàãîäàðÿ èñêóññòâåííîìó óâåëè÷åíèþ ìîìåíòà èíåðöèè ðàìêè îêàçûâàåòñÿ î÷åíü áîëüøèì(ïîðÿäêà äåñÿòè ñåêóíä).
Åñëè ïðîïóñòèòü ÷åðåç ðàìêó êîðîòêèé èìïóëüñ òîêà, òî ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî âåñü òîê óñïåâàåò ïðîéòè ïðè íåîòêëîí¼ííîì ïîëîæåíèè ðàìêè. àìêà, îäíàêî, ïðè ýòîì ïîëó÷àåò òîë÷îê, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî âîçíèêàåò äâèæåíèå, îïèñûâàåìîå óðàâíåíèåì ñâîáîäíûõ êîëåáàíèé (7) ïðè íà÷àëüíûõ óñëîâèÿõ (6).Äëÿ âû÷èñëåíèÿ ñêîðîñòè ϕ˙0 , ïîëó÷åííîé â ðåçóëüòàòå òîë÷êà, óìíîæèì óðàâíåíèå (5) íà dt è ïðîèíòåãðèðóåì åãî ïî âðåìåíè îò 0 äî τ ìîìåíòà îêîí÷àíèÿ òîêîâîãî èìïóëüñà:åæèì èçìåðåíèÿ çàðÿäà.ZτZτϕ̈ dt + 2γ ϕ̇ dt +ZτΣϕ˙0 −γtϕ=esh κt,κ(14)Zτϕ dt = K I dt.(15)0àññìîòðèì ïåðâîå ñëàãàåìîå ýòîãî ðàâåíñòâà:0Äâèæåíèå íå èìååò êîëåáàòåëüíîãî õàðàêòåðà: îòêëîí¼ííàÿ ïîäâèæíàÿ ñèñòåìà ïîñëå îòáðîñà ïî÷òè ýêñïîíåíöèàëüíî ïðèáëèæàåòñÿ ê íóëþ.3.
Çàòóõàíèå âåëèêî, γ > ω0 (ñëó÷àé ïåðåóñïîêîåííîãî ãàëüâàíîìåòðà). åøåíèå (7) â ýòîì ñëó÷àå èìååò âèäZτ000(11)Åñëè çàòóõàíèå ìàëî, γ ≪ ω0 (ω ≃ ω0 ), òî äâèæåíèå ðàìêè áëèçêî êñèíóñîèäàëüíîìó:ϕ˙0ϕ=(12)sin ω0 t.ω02. γ = ω0 (êðèòè÷åñêèé ðåæèì). åøåíèå óðàâíåíèÿ (7) â ýòîì ñëó÷àå èìååò âèäϕ = ϕ˙0 te−γt .(13)ω02τϕ̈ dt = ϕ̇ = ϕ̇(τ ).(16)0Âòîðîå è òðåòüå ñëàãàåìûå ïðåíåáðåæèìî ìàëû:Zττ2γ ϕ̇ dt = 2γϕ ≈ 0,0ω020Zτ0ϕ dt ≈ 0,(17)ïîñêîëüêó, ñîãëàñíî ïðèíÿòîìó óñëîâèþ, ê ìîìåíòó âðåìåíè τ ðàìêàïðàêòè÷åñêè íå ñäâèãàåòñÿ èç ïîëîæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ.ZτK I dt = Kq,0ãäå q ïîëíûé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä, ïðîøåäøèé ÷åðåç ðàìêó çà âðåìÿ èìïóëüñà. Ñòðîãî ãîâîðÿ, çàðÿä q îïðåäåëÿåòñÿ íå òîëüêî òîêîì I ,âûçâàííûì âíåøíåé ÝÄÑ E , íî è òîêîì èíäóêöèè, âîçíèêàþùèì ïðè82Ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿäâèæåíèè ðàìêè, íî â íàøèõ óñëîâèÿõ, ñîãëàñíî (17), âêëàäîì èíäóêöèîííîãî òîêà ìîæíî ïðåíåáðå÷ü.Èòàê, óðàâíåíèå (15) ñâîäèòñÿ ê ñëåäóþùåìó:ϕ̇(τ ) = Kq.Kq.ω0 e(20)Òàêèì îáðàçîì, â êðèòè÷åñêîì ðåæèìå ìàêñèìàëüíîå îòêëîíåíèå çàé÷èêà â e ðàç ìåíüøå, ÷åì â ðåæèìå ñâîáîäíûõ êîëåáàíèé.
Îòñþäà, âÄåëèòåëüÁëîê ïèòàíèÿÑåòü∅6U∅+ ∅(18)Òàêèì îáðàçîì, ïðè ïðîïóñêàíèè êîðîòêèõ èìïóëüñîâ òîêà ÷åðåç áàëëèñòè÷åñêèé ãàëüâàíîìåòð íà÷àëüíàÿ ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ðàìêè ïðîïîðöèîíàëüíà ïîëíîìó ýëåêòðè÷åñêîìó çàðÿäó, ïðîøåäøåìó ÷åðåç ðàìêóçà âñ¼ âðåìÿ èìïóëüñà. Ïîäñòàâëÿÿ âûðàæåíèå (18) â ðåøåíèÿ (9), (13)èëè (14), ëåãêî óâèäåòü, ÷òî íàèáîëüøèé óãîë, íà êîòîðûé îòêëîíÿåòñÿðàìêà, òàêæå ïðîïîðöèîíàëåí q .Âåëè÷èíà CQ = q/ϕmax íàçûâàåòñÿ áàëëèñòè÷åñêîé ïîñòîÿííîé ãàëüâàíîìåòðà. Áàëëèñòè÷åñêàÿ ïîñòîÿííàÿ íàðÿäó ñ äèíàìè÷åñêîé ÿâëÿåòñÿ âàæíåéøåé õàðàêòåðèñòèêîé ãàëüâàíîìåòðà, íî â îòëè÷èå îò äèíàìè÷åñêîé îíà ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò ðåæèìà ðàáîòû ãàëüâàíîìåòðà(îò ñîïðîòèâëåíèÿ öåïè).Âûáèðàÿ îïòèìàëüíûé ðåæèì ðàáîòû, ïðèõîäèòñÿ îäíîâðåìåííî èñõîäèòü èç äâóõ ïðîòèâîðå÷èâûõ òðåáîâàíèé: æåëàíèÿ ïîëó÷èòü ìàêñèìàëüíóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ãàëüâàíîìåòðà ê çàðÿäó è ñòðåìëåíèÿ ïîâîçìîæíîñòè ñîêðàòèòü âðåìÿ, çàòðà÷èâàåìîå íà èçìåðåíèÿ.àñ÷¼ò ïîêàçûâàåò, ÷òî ìàêñèìàëüíûé îòáðîñ äîñòèãàåòñÿ ïðè ïîëíîì îòñóòñòâèè çàòóõàíèÿ (òîðìîçÿùèé èíäóêöèîííûé òîê îòñóòñòâóåòïðè îáðûâå â öåïè):Kqϕ̇(τ )=.ϕmax ñâ =(19)ω0ω0 ýòîì ñëó÷àå, îäíàêî, âîçíèêøèå â ðåçóëüòàòå îòáðîñà êîëåáàíèÿ ðàìêè íå áóäóò óñïîêàèâàòüñÿ, è ïðèáîð íå ñêîðî ñìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíäëÿ ïîâòîðíûõ èçìåðåíèé.
Ïîýòîìó îáû÷íî çàáîòÿòñÿ î òîì, ÷òîáû çàòóõàíèå ãàëüâàíîìåòðà íå áûëî ñëèøêîì ìàëûì. Êðîìå òîãî, îòìåòèì÷òî çàòóõàíèå ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî çàé÷èê íà÷èíàåò âåñòè ñåáÿ áîëååñïîêîéíî è ñëàáåå ðåàãèðóåò íà íà ïîñòîðîííèå ýëåêòðè÷åñêèå è ìåõàíè÷åñêèå èìïóëüñû.Îáû÷íî óäîáíåå âñåãî ðàáîòàòü â ðåæèìå, áëèçêîì ê êðèòè÷åñêîìó.Ïðè ýòîì îáåñïå÷èâàåòñÿ áûñòðîå çàòóõàíèå êîëåáàíèé, è ÷óâñòâèòåëüíîñòü ïðèáîðà äîñòàòî÷íî âåëèêà.Êàê ñëåäóåò èç óðàâíåíèÿ (13), â ñëó÷àå êðèòè÷åñêîãî çàòóõàíèÿϕmax êð =àáîòà 3.2.6∅V ∅K3R2∅ ∅∅∅ ∅ ∅?∅83R0K1r r ∅∅K2 ∅∅6R1R? ∅ ∅èñ.
2. Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ ðàáîòû ãàëüâàíîìåòðà â ñòàöèîíàðíîì ðåæèìå÷àñòíîñòè, ñëåäóåò, ÷òî îòíîøåíèå áàëëèñòè÷åñêèõ ïîñòîÿííûõCQ êð= e.CQ ñâÀ. Îïðåäåëåíèå äèíàìè÷åñêîé ïîñòîÿííîéÑõåìà äëÿ èññëåäîâàíèÿ ãàëüâàíîìåòðà â ñòàöèîíàðíîì ðåæèìå ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 2. Ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå U ≃ 1,5  ñíèìàåòñÿ ñ áëîêà ïèòàíèÿ è èçìåðÿåòñÿ âîëüòìåòðîì V . Êëþ÷ K3 ïîçâîëÿåò ìåíÿòü íàïðàâëåíèå òîêà ÷åðåç ãàëüâàíîìåòð , äåëèòåëü íàïðÿæåíèÿ ìåíÿòü âåëè÷èíó òîêà â øèðîêèõ ïðåäåëàõ.
Êëþ÷ K2 ñëóæèò äëÿ âêëþ÷åíèÿ ãàëüâàíîìåòðà, êíîïêà K1 äëÿ åãî óñïîêîåíèÿ. Ìàãàçèí ñîïðîòèâëåíèé R ïîçâîëÿåò ìåíÿòü ðåæèìðàáîòû ãàëüâàíîìåòðà îò êîëåáàòåëüíîãî äî àïåðèîäè÷åñêîãî.Ïðè ìàëûõ R1 ñèëà òîêà, ïðîòåêàþùåãî ÷åðåç ãàëüâàíîìåòð ìîæåòáûòü âû÷èñëåíà ïî î÷åâèäíîé îðìóëå:Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà.I = U0R11,R2 R + R0(21)ãäå U0 ïîêàçàíèÿ âîëüòìåòðà, R1 /R2 ïîëîæåíèå äåëèòåëÿ, R ñîïðîòèâëåíèå ìàãàçèíà, R0 âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå ãàëüâàíîìåòðà.Óãîë îòêëîíåíèÿ ðàìêè îò ïîëîæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ èçìåðÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ îñâåòèòåëÿ, çåðêàëüöà, óêðåïë¼ííîãî íà ðàìêå, è øêàëû, íà êîòîðóþ îòáðàñûâàåòñÿ ëó÷ ñâåòà îò çåðêàëüöà. Êîîðäèíàòà x ñâåòîâîãîïÿòíà íà øêàëå ñâÿçàíà ñ óãëîì îòêëîíåíèÿ ðàìêè îðìóëîéx = a tg(2ϕ),84Ýëåêòðè÷åñêèå êîëåáàíèÿãäå a ðàññòîÿíèå îò øêàëû äî çåðêàëüöà.
Ïðè ìàëûõ óãëàõ ìîæíîñ÷èòàòü, ÷òî ϕ = x/2a. Äèíàìè÷åñêóþ ïîñòîÿííóþ2aII=,(22)ϕxhiêàê ïðàâèëî, âûðàæàþò â åäèíèöàõ ììA/ì (òîê I èçìåðÿåòñÿ â àìïåCI =ðàõ, x â ìì, a â ìåòðàõ).Á. Îïðåäåëåíèå êðèòè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿãàëüâàíîìåòðàÈçìåðåíèå êðèòè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ãàëüâàíîìåòðà ìîæíî âûïîëíèòü ñ ïîìîùüþ òîé æå öåïè (ðèñ. 2).Ïðè áîëüøèõ R ñâîáîäíîå äâèæåíèå ðàìêè èìååò êîëåáàòåëüíûéõàðàêòåð.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
