POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA
Laboratorium Metrologii
Numer ćwiczenia: 1	Temat ćwiczenia: Badanie galwanometru magnetoelektrycznego	Zespół: Krzysztof Pocheć Michał Rajczykowski Hubert Zagdański --> [Author:DD]
Data wykonania: 15.10.1998	Data oddania: 22.10.1998	Ocena:

Galwanometr jest wskaźnikiem zera (głównie magnetoelektrycznym i taki wykorzystano w ćwiczeniu) o bardzo dużej czułości, wykorzystywanym do wykazywania bardzo małych prądów, napięć lub ładunków elektrycznych.

Parametrami charakteryzującymi właściwości galwanometru są:

• oporność wewnętrzna galwanometru R_g

• oporność krytyczna R_kr (Wartość rezystancji zewnętrznej, przy której mamy najkrótszy czas ustalania się wskazania pomiaru)

• stała prądowa (stosunek prądu galwanometru do jego odchylenia) C_i

• stała napięciowa (stosunek spadku napięcia na oporze krytycznym do odchylenia) C_u

• okres drgań swobodnych galwanometru (czas pomiędzy dwoma kolejnymi jednostronnymi odchyleniami przy rozwartym obwodzie zewnętrznym) T₀

Spis przyrządów wykorzystanych w ćwiczeniu:

• opornik dekadowy D 0,4 kl. 0,1%

• opornik dekadowy DR 6 - 16 (min. dekada 0,1Ω), kl. 0,05%

• miliamperomierz (300÷150÷75) kl. 0,5

• opornik wzorcowy RN - 2 (0,01Ω, 10A)

• galwanometr C_i = 1,95÷6,1⋅10^-9A/dz., R_g =1290Ω, R_kr = 17000÷590Ω

1. CEL WYKONYWANIA ĆWICZENIA.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie podstawowych, wyżej wymienionych parametrów galwanometru magnetoelektrycznego, tj. oporności wewnętrznej, oporności krytycznej, stałej prądowej, stałej napięciowej, okresu drgań własnych. Pomiarów dokonaliśmy na podstawie schematu przedstawionego poniżej.

2. SCHEMAT.

3. TABELARYCZNE ZESTAWIENE WYNIKÓW I OBLICZENIA.

3.1.Wyznaczeni oporności wewnętrznej.

Lp		I1		Rd1		I2		Rd2	αg	Rg	ΔRg
		α	CA1	mA	Ω	α	CA2	mA	Ω	dz	Ω	Ω
1	70	1	70	2900	35	1	35	800	50	1300
2	70	1	70	2200	35	1	35	450	60	1300
3	70	1	70	1700	35	1	35	200	70	1300

Oporność wewnętrzną obliczamy ze wzoru :

Rg =R_d1-2R_d2­

3.2. Wyznaczenie oporności krytycznej.

L.p.	Rd [kΩ]	Rodzaj ruchu	Rkr [kΩ]
1.	10	Ruch oscylacyjny bardzo silnie tłumiony
2.	5	Ruch oscylacyjny silnie tłumiony
3.	2	Ruch aperiodyczny krytyczny	3,3
4.	1	Ruch aperiodyczny tłumiony
5.	0,84	Ruch aperiodyczny tłumiony
6.	0,5	Ruch aperiodyczny silnie tłumiony
7.	0,2	Ruch aperiodyczny silnie tłumiony
8.	0,05	Ruch aperiodyczny bardzo silnie tłumiony

R_kr=R_d+R_g

R_g= średnia arytmetyczna R_g=1300 Ω

3.3 .Wyznaczanie stałej prądowej i napięciowej.

Lp	I			α	Rg	Rkr	Ci	Cu
		α	Ca	mA	Dz	kΩ	kΩ	ηA/dz	μV/dz
1.	0	1	0	0	1,3	2	0	0
2.	13,5	1	13,5	10	1,3	2	6,75	13,5
3.	25	1	25	20	1,3	2	6,25	12,5
4.	37	1	37	30	1,3	2	6,16	12,33
5.	49	1	49	40	1,3	2	6,125	12,25
6.	60	1	60	50	1,3	2	6	12
7.	70,5	1	70,5	60	1,3	2	5,875	11,75
8.	82	1	82	70	1,3	2	5,857	11,714

3.4. Wyznaczanie okresu drgań swobodnych galwanometru.

T0 = t / n t - czas trwania pomiaru

n - liczba okresów

n = 10 t = 15,5 s T0 = 1,55 s

4. WYZNACZANIE BŁĘDU ΔR_g

Błąd
został wyznaczony na podstawie różniczki zupełnej:

i
liczyliśmy z klasy przyrządów wg wzoru:

Przykład obliczeń:

• dla R_d1 = 2900Ω iR_d2 = 800Ω

5. WNIOSKI.

Z przeprowadzonych badań wynika, że galwanometr spełnia gwarantowane przez producenta normy. Wartości rzeczywiste odczytane z tabliczki znamionowej galwanometru nie różnią się zbytnio od wartości uzyskanych podczas pomiarów.

Okazuje się, że dość dokładnie została wyznaczona wartość oporu wewnętrznego galwanometru, której średnia arytmetyczna
po trzech dokonanych przez nas pomiarach wyniosła 1300Ω, co jest bardzo dobrym wynikiem zważywszy na fakt, iż producent podał wartość
=1290Ω. Również wartość oporu krytycznego znajduje się w przedziale podanym przez producenta sprzętu. Stała prądowa wynosząca średnio 6,14⋅10^-9A/dz. różni się nieco od wartości rzeczywistej (6,1⋅10^-9A/dz.), ale należy tu wziąć pod uwagę, że są to wartości bardzo małe i obliczone wartości są obarczone sporymi przybliżeniami. Należy tutaj również wziąć pod uwagę fakt, że uzyskane wartości oporów R_g i R_kr zmierzone zostały z pewnym błędem, a ponieważ wartości te służą do obliczania stałych: prądowej i napięciowej, automatycznie stałe te wyznaczono z błędem oporów. Wpływ na błędy miały tu także dokładność pomiarowa miliamperomierza (kl. 0,5), oporu wzorcowego (kl. 0,02) i oporników dekadowych (kl. 0,1 i 0,05).

Na podstawie powyższych danych przekonaliśmy się, że galwanometry są w stanie wykrywać bardzo małe prądy i napięcia.

1

- 2 -

Strona: 1

Rn = 0,01 Ω

---