El galvanòmetre és un instrument que s’utilitza per mesurar o detectar la petita quantitat de corrent. És un instrument indicador i també és una detecció de nul·la que indica un detector de nul, de manera que no circula corrent pel galvanòmetre. Els galvanòmetres s’utilitzen en ponts per mostrar la detecció del nul i en el potenciòmetre per mostrar la petita quantitat de corrent. Els galvanòmetres de corrent altern són de dos tipus, són galvanòmetre sensible a la fase i sensible a la freqüència galvanòmetre . El galvanòmetre de vibracions és un tipus de galvanòmetre sensible a la freqüència. En aquest article es parla del galvanòmetre de vibracions.
Què és el galvanòmetre de vibració?
El galvanòmetre en què el corrent mesurat i la freqüència d’oscil·lació de l’element en moviment es converteixen en iguals s’anomena galvanòmetre de vibració. S'utilitza per mesurar o detectar una petita quantitat de corrent.
Diferència entre els tipus de galvanòmetre de vibració
Hi ha dos tipus de galvanòmetres de vibració: galvanòmetre de vibració tipus bobina mòbil i galvanòmetre de vibració tipus imant mòbil. La diferència entre galvanòmetre de vibració tipus bobina mòbil i galvanòmetre de vibració tipus imant mòbil es mostra a la taula següent.
| S.NO | Galvanòmetre de bobina mòbil | Galvanòmetre d'imant mòbil |
| 1 | És un galvanòmetre tipus bobina mòbil i imant fix | És un galvanòmetre tipus imant mòbil i bobina fixa. També es coneix com el galvanòmetre tangent |
| 2 | Es basa en el principi que quan una bobina que transporta corrent es col·loca en un camp magnètic uniforme, la bobina experimenta un parell | Es basa en la llei tangent del magnetisme |
| 3 | En el galvanòmetre de bobina mòbil, el pla de la bobina no ha de ser ajustat al meridià magnètic | En el galvanòmetre d'imant en moviment, el pla de la bobina hauria d'estar al meridià magnètic |
| 4 | S'utilitza per mesurar els corrents de l'ordre de 10-9A | S'utilitza per mesurar els corrents de l'ordre de 10-6A |
| 5 | La constant del galvanòmetre no depèn del camp magnètic terrestre | La constant del galvanòmetre depèn del camp magnètic terrestre |
| 6 | Els camps magnètics externs no tenen cap efecte sobre la deflexió | Els camps magnètics externs poden influir en la deflexió |
| 7 | No és un instrument portàtil | És un instrument portàtil |
| 8 | El cost és elevat | El cost és baix |
Construcció
La construcció del galvanòmetre de vibració té imants permanents, una peça de pont que s’utilitza per a la vibració, mirall que reflecteix el feix de llum a la bàscula, politja que tensa la molla i el bucle de vibració.
Galvanòmetre de vibració tipus bobina mòbil
Com és el principi bàsic del galvanòmetre, quan s'aplica una font de corrent a través de la bobina, el camp electromagnètic es produeix a la bobina que mou la bobina. El mateix principi és aplicable a la figura anterior. Quan la bobina es mou, es crea vibració al bucle del vibrador i es fa passar el feix de llum sobre el mirall que reflecteix la vibració i el feix de llum respecte a la vibració de l’escala i la molla s’utilitza per al control de la bucle vibrador. El rang de freqüències que s’utilitza per mesurar és de 5 Hz a 1000 Hz, però bàsicament fem servir 300 Hz per a un funcionament estable i té una bona sensibilitat a la freqüència de 50 Hz.
Teoria
Sigui el valor del corrent que passa per la bobina mòbil en un instant t
Jo = jomsense (ωt)
El desviament parell motor produït pel galvanòmetre s'expressa mitjançant
Td= Gi = jomsense (ωt)
On G és la constant del galvanòmetre
L'equació del moviment s'expressa com
TJ+ TD+ TC= Td
On TJés el parell degut al moment d'inèrcia, TDés el parell degut a la amortiment, TCés el parell degut a la molla i Tdés el parell de desviació.
J d2ϴ / dt2+ D d2ϴ / dt2+ KΘ = GZ sense (ωt)
On J és la constant d’inèrcia, D és la constant d’amortiment i C és la constant de control.
Després de la solució de l'equació anterior obtindrem la desviació (ϴ) és
ϴ = G GIm/ √ (Dω)2+ (K-Jω2)2* sin (ωt- α)
L’amplitud de la vibració s’expressa com
A = IGm/ √ (Dω)2+ (K-Jω2)2
L’amplitud del galvanòmetre de vibració s’incrementa augmentant la constant del galvanòmetre (G). Per fer l'amplitud gran augmentant la constant del galvanòmetre (G) o disminuint
Cas 1 - Constant de galvanòmetre creixent (G): Sabem que la constant del galvanòmetre ve donada per
G = NBA
On N és el nombre de voltes de la bobina, B és la densitat de flux i A és l'àrea de la bobina.
Si augmentem el nombre de voltes (N) i l'àrea de la bobina (A), la constant del galvanòmetre augmenta, però també augmenta el moment d'inèrcia a causa de la massa pesada de la bobina. Així que √ (Dω)2+ (K-Jω2)2augmentarà.
Cas 2: √ (Dω) decreixent2+ (K-Jω2)2: Quan es fixen J i D, es pot canviar K ajustant la longitud del ressort.Tan√ (Dω)2+ (K-Jω2)2hauria de ser mínim.
Per al valor mínim que podem posar (K-Jω2)2= 0
o ω = √K / J⇒2ᴨf = √K / J
Freqüència de subministrament fS= 1 / 2ᴨ * √K / J
Per obtenir una amplitud màxima, la freqüència natural ha de ser igual a la freqüència de subministrament fs=fn
De manera que l'amplitud de la vibració ha de ser màxima. Així, el galvanòmetre de vibració s’ajusta canviant la longitud i la tensió del sistema mòbil per tal que la freqüència natural del sistema mòbil sigui igual a la freqüència de subministrament. De manera que s’aconsegueix un funcionament estable del galvanòmetre de vibracions.
Per tant, tot això es tracta una visió general del galvanòmetre de vibracions , es parla de la construcció del galvanòmetre de vibracions, de la teoria i de la diferència entre els tipus de galvanòmetre de vibracions. Aquí teniu una pregunta, quins avantatges té un galvanòmetre de vibracions?
