Mateusz 99.01.05

Ferlas IMAa

Badanie ruchu ramki galwanometru

Galwanometry to przyrządy służące do pomiaru bardzo słabych prądów elektrycznych. Charakteryzują się dużą czułością, to znaczy zdolnością wykazywania znacznych wychyleń przy przepuszczeniu słabych prądów.

Na galwanometrze jest zawieszona ramka na sprężystej taśmie spełniającej równocześnie rolę doprowadzenia prądu. Z ramką jest sztywno połączone zwierciadło pozwalające mierzyć jej kąt skręcania metodą optyczną.

Najważniejszym parametrem galwanometru jest jego czułość prądowa C_I, zdefiniowana dla galwanometru zwierciadłowego jako stosunek kąta wychylenia zwierciadła do natężenia prądu I_g płynącego przez ramkę.

Pozostałe parametry opisujące ruch galwanometru

A - amplituda wychylenia początkowego

A' - wychylenie po jednym pełnym drganiu

T - okres drgań

x₁-opór krytyczny

δ - logarytmiczny dekrement tłumienia

β - współczynnik tłumienia

ω₀ - częstość drgań swobodnych

B - stała tłumienia

Galwanometr mierzy prądy rzędu 10^-9A.Wychylona ramka porusza się dookoła pionowej osi pod działaniem:

momentu sił sprężystych taśmy

momentu tarcia mechanicznego

momentu sił pola magnetycznego

Jeżeli współczynnik tłumienia β jest:

β<ω₀ to wychylenie opisane jest wzorem

β>ω₀ to wychylenie opisane jest wzorem

β=ω₀ wówczas następuje tłumienie krytyczne

Tabele pomiarowe:

Obliczam amplitudę względną

A_m=113mm przy R_z=100100 [Ω]

Opór wewnętrzny galwanometru odczytuję z wykresu.

R_g=210 [Ω]

zaś opór R_zk=1440[Ω]stąd:R_krytyczny=R_zk+R_g

zatem:

R_k=210+1440=1650[Ω]

Wielkości w tabeli:

A - amplituda wychylenia początkowego

A' - wychylenie po jednym pełnym drganiu

T - okres drgań

x₁-opór krytyczny

δ - logarytmiczny dekrement tłumienia

β - współczynnik tłumienia

ω₀ - częstość drgań swobodnych

T₀=3,23, zatem

Regresja liniowa:

Sporządzam wykres zależności współczynnika tłumienia od odwrotności oporu

β=ax+b

=1,49235

=0,080156

r=0,9989

β_kryt=a+b=1,5725

Wnioski:

Amplitudy drgań ramki galwanometru rosną wraz ze wzrostem oporu aż do wartości krytycznej R_zk=1650Ω przy której β_k=ω₀ i ruch ramki galwanometru staje się ruchem pełzającym.

---