6 ramka galwanometru

Galwanometr jest miernikiem elektrycznym przeznaczonym do pomiaru prądów rzędu 10^-9A. Ramka galwanometru o powierzchni S i bokach a, b złożona z n zwojów drutu miedzianego jest zawieszona na sprężystej taśmie w polu o indukcji B wytworzonym między biegunami magnesu stałego i nieruchomym rdzeniem K. Z ramką jest sztywno połączone zwierciadło Z. Kąt skręcenia ramki odczytuje się za pomocą przemieszczenia plamki świetlnej na skali Sk.

Wychylona ramka porusza się dokoła pionowej osi pod działaniem:

- momentu sił sprężystych taśmy

- momentu tarcia mechanicznego

- momentu sił pola magnetycznego

Prąd płynący przez ramkę jest sumą prądu wywołanego napięciem zewnętrznym I_o i prądu indukcyjnego I_i:

; .

Zgodnie z drugą zasadą dynamiki równanie ruchu ramki o momencie bezwładności J :

Wprowadzając następujące oznaczenia:

; ;

gdzie - częstość drgań swobodnych

- współczynnik tłumienia

sprowadzamy równanie do następującej postaci:

Rozwiązanie tego równania ma postać:

/1/.

O charakterze ruchu decyduje wartość wyrażenia:

/2/.

Jeżeli to równanie /1/ opisuje wykładniczy zanik wychylenia. Jeżeli to równanie /1/ można sprowadzić do postaci:

Jeżeli , wówczas a równanie /1/ sprowadza się do równania drgań tłumionych:

; gdzie .

Współczynnik tłumienia:

zależy od oporu obwodu ramki galwanometru. W miarę zmniejszania oporu zwiększa się tłumienie ruchu. Opór , przy którym współczynnik tłumienia przyjmuje wartość krytyczną

nazywamy oporem krytycznym. Ramka porusza się wówczas ruchem pełzającym o największej szybkości.

Współczynnik tłumienia wyznacza się doświadczalnie przez pomiar okresu T drgań tłumionych i logarytmicznego dekrementu tłumienia (logarytmu stosunku kolejnych amplitud).

; /3/.

Wprowadzając zależność /3/ do /2/ otrzymujemy po przekształceniu

Nawet przy znacznych tłumieniach częstość drgań gasnących niewiele różni się od częstości drgań swobodnych.