55 (153)

Rys. 11.2. Pomiar kąta skręcenia cewki galwanometru

Drugim doprowadzeniem prądu jest spirala z cienkiego drutu, umieszczona pod cewką. Na nici umocowane jest zwierciadełko. Na zewnątrz (lub wewnątrz) galwanometru znajduje się oświetlacz. Kąt skręcenia ramki odczytuje się na odpowiedniej skali obserwując odchylenie obrazu światła odbitego od zwierciadła (rys. 11.2). Cewka pomiarowa może się obracać między biegunami trwałego magnesu    i    pionowym walcem z miękkiego żelaza,

znajdującym się w jej środku (rys. 11.1). Dzięki takiej konstrukcji wartości indukcji magnetycznej B w dużej części obwodu szczeliny jest stała, a jej kierunek jest prawie prostopadły do osi walca.

Jeżeli przez uzwojenie cewki o N zwojach popłynie prąd o natężeniu i, to zadziała na nią moment siły o wartości:

M=aF=aNBil=łi_l    (11.1)

gdzie: a, 1 - długości boków ramki, ł=alNB oznacza wartość całkowitego strumienia indukcji pola magnetycznego przechodzącego przez uzwojenie cewki.

- 109 -

Równocześnie wychylenie cewki pomiarowe} z położenia zerowego powoduje powstanie momentu sil sprężystych, którego wartość jest proporcjonalna do wychylenia, lecz jego zwrot jest przeciwny

M_s = - D a ,    (U-D

gdzie a oznacza kąt skręcenia nici, na której wisi cewka pomiarowa, D jest stalą zależną od własności sprężystych nici (tzw. moment kierujący) .

Na obracającą się cewkę pomiarową działa także moment mechanicznych sil oporu ośrodka

M

m

da dt ¹

gdzie f oznacza współczynnik oporu mechanicznego, t - czas.

Gdy boki obracającej się cewki przecinają linie sił pola magnetycznego, to indukuje się w niej siła elektromotoryczna

^Ei

d¥

" dt---

da dt ¹

Ul.Aj

gdzie ł oznacza całkowity strumień indukcji pola magnetycznego przepływający przez powierzchnię cewki.

Jeżeli cewka ta jest zwarta poprzez rezystancję zewnętrzną R , to wyindukowana siła elektromotoryczna    powoduje przepływ

przez cewkę prądu indukcyjnego

Ul.5)

gdzie jest rezystancją wewnętrzną galwanometru (rezystancja uzwojenia cewki oraz przewodów doprowadzających prąd).

Przepływ prądu i^ przez obracającą się cewkę znajdującą się w polu magnetycznym powoduje, iż działa na nią moment mechaniczny sił oporu "indukcyjnego"

M.

t

2

l

R + R

da . dt

(11.6)

9