PL190436B1 - Galwanometr magnetoelektryczny - Google Patents

Abstract

1. G alw anom etr magnetoelektryczny zawierajacy cewke indukcyjna usytuow ana w polu magnetycznym, zaw ieszona na cienkiej nici wyposazonej w zwierciadlo i polaczonej ze sprezyna, znamienny tym, ze cewka indukcyjna ( 1 ) polaczona jest z plywakiem (4) zanurzonym w cieczy (3), a sprezyna ( 6) oparta jest na koncu regula- cyjnej sruby (7). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest galwanometr magnetoelektryczny, stosowany zwłaszcza do pomiaru bardzo małych natężeń prądów, lub jako przyrząd zerowy.

Znany jest galwanometr magnetoelektryczny zawierający cewkę indukcyjną w postaci ramki w szczelinie magnetycznej. Cewka zawieszona jest na bardzo cienkiej nici fosforobrązowej, która drugim końcem połączona jest z płaską sprężyną, na wolnym końcu przytwierdzoną. Cienkie nici fosforobrązowe charakteryzują się małym momentem kierującym D, powodującym jej skręt, gdyż moment ten maleje z czwartą potęgą promienia nici. Kąt skręcenia nici odczytywany jest za pomocą światła odbitego od zwierciadła usytuowanego na końcu nici. Czułość C galwanometru zależy także od indukcji magnetycznej B, ilości zwojów N i powierzchni S cewki indukcyjnej zgodnie z zależnością:

C = BNS/D

Wartość indukcji magnetycznej B ograniczona jest właściwościami materiałów magnetycznych i dla najlepszych niewiele przekracza 1 T. Przy zastosowaniu najcieńszego drutu miedzianego z jakiego można wykonać najbardziej odpowiednią cewkę indukcyjną ilość zwojów N i ich powierzchnia S nie może być dalej zwiększana z powodu wzrostu ciężaru cewki, który powoduje wzrost grubości nici fosforobrązowej, aby nie uległa zerwaniu, pod ciężarem cewki indukcyjnej. Wzrost grubości nici fosforobrązowej powoduje wzrost momentu kierującego D i zmniejszenie czułości.

Znane rozwiązania nie pozwalają na zwiększenie czułości.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, ze cewka indukcyjna połączona jest z pływakiem zanurzonym w cieczy, a sprężyna oparta jest na końcu regulacyjnej śruby. Ciecz, korzystnie rtęć, znajduje się we wgłębieniu rdzenia ferromagnetycznego stanowiącego rdzeń, wokół którego nawinięta jest cewka indukcyjna. Cewka indukcyjna usytuowana jest w szczelinach magnetycznych między biegunami o polaryzacji przeciwnej, utworzonych między biegunami magnesu stałego i dwoma dodatkowymi rdzeniami magnetycznymi usytuowanymi naprzeciwko biegunów magnetycznych rdzenia ferromagnetycznego.

Wynalazek charakteryzuje się tym, że czułość galwanometru według wynalazku jest, co najmniej o rząd wielkości zwiększona..

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematycznie mechanizm wysokoczułego galwanometru magnetoelektrycznego w widoku z boku.

190 436

Galwanometr ma cewkę indukcyjną 1 zawieszoną na nici Wollestone'a 5 połączonej drugim końcem z płaską sprężyną 6. Drugi koniec sprężyny 6 jest przytwierdzony. Cewka indukcyjna 1 w postaci prostokątnej ramki osadzona jest na pływaku 4 swobodnie pływającym w cieczy 3, którą stanowi rtęć. Ciecz 3 jest we wgłębieniu rdzenia ferromagnetycznego 2 w postaci magnesu stałego, stanowiącego rdzeń, wokół którego owinięta jest cewka indukcyjna 1. Po obu stronach cewki indukcyjnej 1 usytuowane są dodatkowe rdzenie ferromagnetyczne 2a o biegunach magnetycznych przeciwnych niż bieguny rdzenia ferromagnetycznego 2 i są usytuowane naprzeciwko biegunów magnetycznych rdzenia ferromagnetycznego 2. W ten sposób cewka indukcyjna 1 jest usytuowana w szczelinie magnetycznej o biegunach przeciwnych. Sprężyna 6 oparta jest w swej środkowej części na końcu regulacyjnej śruby 7.

Nić 5 za pośrednictwem śruby 7 i sprężyny 6 jest lekko napięta tak, aby d^i^ł^ła w optymalnym zakresie jej napięcia. Usytuowane na końcu nici zwierciadło 8 odbija światło, które służy do odczytu kąta skręcenia cewki indukcyjnej 1.

Zgodnie ze wzorem poniższym czułość galwanometru C wynosi:

C = BNS/D gdzie:

B - wartość indukcji magnetycznej,

N - ilość zwojów,

S - powierzenia zwoju cewki indukcyjnej 1,

D - moment kierujący nici 5 proporcjonalny do ich grubości.

Ciężar cewki 1 został zrównoważony siłą wyporu hydrostatycznego, uzyskanego za pomocą cieczy 3 i pływaka 4, co powoduje, że ilość zwojów N oraz ich powierzchnię S można zwiększyć o wiele rzędów wielkości, a w związku z tym, w tym samym stopniu zostaje zwiększona czułość galwanometru C.

Ze względu na to, że okres drgań galwanometru jest bardzo duży ma on zastosowanie do badania bardzo subtelnych zjawisk elektrycznych wolno zmieniających się.

190 436

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Galwanometr magnetoelektryczny zawierający cewkę indukcyjną usytuowaną w polu magnetycznym, zawieszoną na cienkiej nici wyposażonej w zwierciadło i połączonej ze sprężyną, znamienny tym, że cewka indukcyjna (1) połączona jest z pływakiem (4) zanurzonym w cieczy (3), a sprężyna (6) oparta jest na końcu regulacyjnej śruby (7).
2. 2. Galwanometr według zastrz. 1, znamienny tym, ze ciecz (3), korzystnie rtęć, znajduje się we wgłębieniu rdzenia ferromagnetycznego (2) stanowiącego rdzeń, wokół którego nawinięta jest cewka indukcyjna (1).
3. 3. Galwanometr według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że cewka indukcyjna (1) usytuowana jest w szczelinach magnetycznych między biegunami o polaryzacji przeciwnej, utworzonych między biegunami magnesu stałego (2) i dwoma dodatkowymi rdzeniami magnetycznymi (2 a) usytuowanymi naprzeciwko biegunów magnetycznych rdzenia ferromagnetycznego (2).