Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? icon

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован?




Скачать 128.7 Kb.
НазваниеВопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован?
Дата28.12.2012
Размер128.7 Kb.
ТипДокументы
источник
Содержание
Рецепт изготовления штормгласса
        Методика наблюдения

Команда «Резонанс» МБОУ СОШ № 12 г. Данилова Ярославской обл.,

игровой номер 12f 209

Вопросы

  1. Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах  он проградуирован?


Гальванометр (гальвано – от фамилии итальянского физика, врача, физиолога Луиджи Гальвани и древнегреческого слова – metreo - измеряю) — высокочувствительный прибор, предназначенный для измерения напряжения или силы тока весьма малой величины. Гальванометр также часто используют для определения отсутствия тока в электрической цепи, в качестве, так называемых, нуль-индикаторов (нуль-индикатор – чувствительный прибор, фиксирующий отсутствие электрического тока или напряжения в измерительной цепи, часто содержит автоматическую регулировку чувствительности, позволяющую использовать максимальную чувствительность прибора вблизи нуля и резко снижать ее вдали от нуля).


Гальванометр был изобретен в начале 20-х годов XIX века. Первые приборы были электромагнитной системы. Они имели довольно простое устройство и принцип работы: состояли из магнитной стрелки, которая, будучи подвешенной, внутри проволочной катушки, определенным образом реагировала на наличие или отсутствие электрического тока в цепи. В том случае, если тока нет – стрелка замирала в определенном положении, в соответствие с имеющимся магнитным меридианом. При появлении тока, стрелка отклонялась, определяя, таким образом, величину измеряемого напряжения.



Наиболее распространены гальванометры магнитоэлектрической системы. Такой гальванометр представляет собой проводящую рамку (обычно она намотана тонким проводом), закреплённую на оси в магнитном поле постоянного магнита. При отсутствии тока в рамке она удерживается пружиной в некотором нулевом положении. Если же по рамке протекает ток, то рамка отклоняется на угол, пропорциональный силе тока, зависящий от жёсткости пружины и индукции магнитного поля. Стрелка, закреплённая на рамке, показывает значение тока в тех единицах, в которых отградуирована шкала гальванометра.

От прочих конструкций магнитоэлектрическая система отличается наибольшей линейностью градуировки шкалы прибора (в единицах силы тока или напряжения) и наибольшей чувствительностью (минимальным значением тока полного отклонения стрелки).

В зависимости от конструкции подвижной части такие гальванометры подразделяют на гальванометры рамочные (подвижная часть - рамка с несколькими витками проволоки), петлевые (подвижная часть - петля из одного витка проволоки) и струнные (подвижная часть - провод, натянутый как струна).



Электродинамический


В качестве и подвижного, и неподвижного элемента используются катушки с током.

Существуют и другие виды гальванометров.

Зеркальный гальванометр, к примеру, обладает большей чувствительностью. В этом случае, на подвижной части располагается не стрелка, а небольшое зеркальце. Принцип работы зеркального гальванометра весьма прост. Луч света от осветителя падает на зеркало. В зависимости от положения подвижной части, он отражается под разным углом и падает на измерительную шкалу, определяя, таким образом, необходимые данные.

   Одной из разновидностей такого прибора, является гальванометр со световым отсчетом. В этом случае, для получения необходимой длины светового луча, применяют определенную систему зеркал, получая от них многократное отражение.
  

Современные гальванометры позволяют определять самые различные показатели, связанные с величиной и напряжением тока. К тому же, это довольно высокоточные приборы. 

  Для определения количества электричества при продолжительных (вплоть до 2-х секунд) импульсов тока, применяют баллистические гальванометры. При прохождении по обмотке прибора электрического импульса, возникает так называемый баллистический эффект, отбрасывающий подвижную часть. В результате указатель смещается с нулевого положения, и после нескольких колебаний возвращается обратно. 



  Вибрационные гальванометры переменного тока предназначены для определения малых значений силы тока или его напряжения. Такие гальванометры снабжены специальным преобразователем переменного тока в постоянный. Принцип их работы тот же. Единственное отличие состоит в том, что подвижная часть подобных приборов имеет довольно низкий момент инерции.

   

Вибрационный гальванометр: 1 — постоянный магнит; 2 — электромагнит; 3 — подвижная пластинка; 4 — бронзовая ленточка; 5 — обмотка для измеряемого тока; 6 — щель оптической системы; 7 — шкала.

Термогальванометр – это одна из разновидностей магнитоэлектрического гальванометра. Прибор предназначен для измерения переменного тока и снабжен термопреобразователем, состоящим из подвижной рамки в виде одного витка проволоки. Виток биметаллический, т.е. изготовлен из различных металлов. Таким образом, рамка представляет собой термопару. У одного из сплавов, к которому подводится измеряемый ток, расположен нагреватель. При прохождении электричества, в петле возникает термоток, что и приводит её в движение, отклоняя от нулевого положения.


В отличие от обычных микроамперметров  шкала  гальванометра может быть проградуирована не только в единицах  силы тока, но и в единицах напряжения, и других физических величин, или иметь условную, безразмерную градуировку (шкала разделена на равные деления без значений величины), например, при использовании в качестве нуль-индикаторов.


2. Какими приборами и как можно измерить мощность электрического тока?

Электрическая мощность – физическая величина, равная произведению силы тока и напряжения. Значит, одновременное подключение к нужному участку цепи двух измерительных приборов: амперметра (для измерения силы тока) и вольтметра (для измерения напряжения) необходимо для измерения мощности.



Затем по формуле P=U∙I рассчитывают мощность тока. Этот способ подходит для вычисления мощности в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока с активным сопротивлением (лампы накаливания, печи сопротивления, электронагревательные бытовые приборы).


Для определения мощности и работы электрического тока используются специальные измерительные приборы – ваттметры. Они позволяют определять мощность как в цепях постоянного тока, так и в цепях переменного тока с активным и реактивным сопротивлением. Реактивное сопротивление появляется в цепях переменного тока тогда, когда в них содержатся конденсаторы, обладающие емкостным сопротивлением и катушки индуктивности, обладающие индуктивным сопротивлением. Также можно сказать, что в цепях переменного тока различают мощности: активную Р, за счет которой совершается работа, связанная с преобразованием электрической энергии в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую и др.), реактивную (безваттную) Q, идущую на создание магнитного поля в цепях с индуктивностью (в электродвигателях, трансформаторах, воздушных линиях электропередачи, реакторах и др.), или электрического поля в цепях, обладающих электрической емкостью (кабельных и воздушных линиях электропередачи, конденсаторах и др.), полную (кажущуюся) S.

По назначению и диапазону частот ваттметры можно разделить на три категории — низкочастотные и постоянного тока (используются преимущественно в сетях электропитания промышленной частоты для измерения потребляемой мощности, могут быть однофазные и трехфазные), радиочастотные и оптические. Ваттметры радиодиапазона по назначению делятся на два вида: проходящей мощности, включаемые в разрыв линии передачи, и поглощаемой мощности, подключаемые к концу линии в качестве согласованной нагрузки. В зависимости от способа преобразования измерительной информации и её вывода оператору ваттметры бывают аналоговые (показывающие и самопишущие) и цифровые.


Наименование видов ваттметров:

  • Измеритель мощности — другое название ваттметров радио- и оптического диапазонов

  • Киловаттметр — прибор для измерения мощности больших значений (единицы сотни киловатт)

  • Милливаттметр — прибор для измерения мощности малых значений (меньше 1 ватта)

  • Варметр — прибор для измерения реактивной мощности

  • Ваттварметр— прибор, позволяющий измерять активную и реактивную мощность

Схема устройства и подключения электродинамического ваттметра.



Ваттметры имеют две электрические цепи: тока (включается в цепь нагрузки последовательно) и напряжения (включается параллельно с нагрузкой). Шкала ваттметра градуируется в ваттах. Работа ваттметра электродинамического типа основана на взаимодействии магнитных полей подвижной и неподвижной катушек при прохождении по ним электрического тока.


3. Как называется прибор для измерения атмосферного давления, с какими единицами измерения связано это название, в каких единицах он проградуирован сейчас?


Для научных и житейских целей нужно уметь измерять атмосферное давление. Для этого существуют специальные приборы - барометры. Барометр - от греческого baros и metreo, что в переводе означают «тяжесть» и «измерять»  - это прибор для измерения атмосферного давления. Также можно объяснить название прибора как измеритель БАРов (подобно тому, как амперметр меряет амперы, а вольтметр – вольты), т.к. бар – внесистемная  единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере. Один бар равен 105 Н/м² или 105 Па. Однако барометры практически не градуируют в барах. Из истории изобретения этого прибора понятно, что он измеряет давление в мм ртутного столба. В современных приборах шкала может быть проградуирована в единицах системы СИ паскалях, чаще в гектопаскалях, килопаскалях, а также во внесистемных единицах: атмосферах, торрах. Изменение давления – признак перемены погоды, поэтому на некоторых барометрах сделана дополнительная шкала, где отмечены особенности погодных условий: буря, дождь, переменно, ясно. Правда, эти особенности зависят не только от атмосферного давления, поэтому иногда не совпадают с реальными.


Соотношение между единицами давления:


1 мм рт. ст = 133,3 Па

1 торр (в честь Э. Торричелли) = 1 мм рт. ст.

1 физическая атмосфера = 101325 Па

1 техническая атмосфера = 98066,5 Па

1кПа = 1000 Па

1 гПа = 100 Па


Нормальное атмосферное давление на уровне моря 760 мм рт.ст. (1013 мбар, 101,3 кПа)


Виды барометров.


Самый первый прибор для измерения атмосферного давления был изобретен Эванджелиста Торричелли. Его трубка со ртутью была первым барометром. Ртутный барометр – таково название данного прибора.





Чашечный барометр – усовершенствованный вариант барометра Торричелли.





Каких бы размеров ни брали чашку со ртутью, какого бы диаметра ни была трубка, ртуть всегда поднимется на одну и ту же высоту - 760 мм. Барометрической трубке можно придать различную форму, важно лишь одно, один конец трубки должен быть закрыт, чтобы сверху не было воздуха.

Можно заполнить трубку кроме ртути любой жидкостью, но нужно помнить о необходимости изменения ее длины.




Водяные барометры были сооружены Паскалем (г. Руан, 1646г.) и…







… Отто фон Герике(г. Магдебург, 1660г.)


Самый большой водяной барометр высотой 12 м был сконструирован в 1987 г. Бертом Болле, хранителем Музея барометров в Мартенсдейке, Нидерланды, где он и установлен.


Ртутные барометры дают точные показания, но требуют большой осторожности в обращении с ними. Современный барометр сделан безжидкостным. «Безводный» - так переводится с греческого название прибора – анероида (более точно «а» - частица отрицания, «нерос» - влага).







Итак, данный прибор называется барометр-анероид. Металлические барометры менее точны, но не столь громоздки и хрупки.





Внутреннее устройство анероида.





Барометр-анероид – очень чувствительный прибор. Например, поднимаясь на последний этаж 9-ти этажного дома, из-за различия атмосферного давления на различной высоте мы обнаружим уменьшение атмосферного давления на 2-3 мм рт. ст.


Барометр может служить для определения высоты полета самолета.




Такой барометр называется барометрический высотомер или альтиметр.





Идея опыта Паскаля легла в основу конструкции альтиметра. Он определяет высоту подъема над уровнем моря по изменению атмосферного давления.





При наблюдении погоды в метеорологии, если необходимо зарегистрировать колебания атмосферного давления в течение некоторого промежутка времени, пользуются самопишущим прибором - барографом.

Химический барометр - штормгласс.

Штормгласс — это стеклянная колба или ампула, заполненная спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфара, нашатырь и калийная селитра.

Колба герметически запаяна, но, тем не менее, в ней постоянно происходит рождение и исчезновение кристаллов. В зависимости от грядущих изменений погоды, в жидкости образуются кристаллы различной формы. Штормгласс настолько чувствителен, что может предсказывать резкое изменение погоды за 10 минут до такового.
^

Рецепт изготовления штормгласса


  • 10 г натуральной камфары

  • 2,5 г калийной селитры

  • 2,5 г нашатыря

  • 33 мл  дистиллированной воды

  • 40 мл  спирта

         Растворить селитру и нашатырь в воде, растворить камфару в спирте и затем медленно перемешать две субстанции, желательно на водяной бане. Залить в стеклянную колбу от 1,5 до 3 см шириной и 15-20 см высотой. Запечатать колбу лучше всего притёртой стеклянной пробкой, промазав её силиконовым  герметиком.

      Склянку рекомендуют периодически обтирать до­чиста, а 2 или 3 раза в год жидкость взбалтывать.
^

        Методика наблюдения


  • Жидкость в колбе прозрачна — солнечно

  • Жидкость мутная — облачно, возможны осадки

  • Маленькие точки в жидкости — влажно, туман

  • Мутная жидкость с маленькими звёздочками — гроза

  • Маленькие звёздочки в жидкости солнечным зимним днём предвещают снег

  • Крупные хлопья — облачность в умеренные сезоны, снегопад зимой

  • Иглистые кристаллы — заморозки

  • Нити у поверхности — ветрено

      Прибор работает так. Хорошая погода – жидкость чистая и прозрачная, и лишь на дне пробирки находится осадок. Если надвигается дождливая погода, осадок медленно поднимается кверху и появляются маленькие звездообразные кристаллы. Наступление холодной погоды – образование иглистых кристаллов. Если предстоит бурная погода, жидкость точно вскипает и бродит, поднимая осадок до самого верха и образуя здесь слой из твёрдых частиц; кристаллы же располагаются на той стороне сосуда, с которой будет дуть ветер. Это особенно заметно, если прибор помещён на открытом воздухе. При приближении бури, снегопада - в нем накануне за 1-3 суток выпадал обильный осадок, при наступлении затяжных доджей – стенки прибора изнутри покрывались каплями испарений. Количество образовавшихся кристаллов тем больше, чем значительнее будет возмущение атмосферы.


4. Каким прибором (ртутным барометром или барометром-анероидом) следует измерять давление воздуха внутри орбитальной космической станции?


Для измерения давления воздуха нужно будет пользоваться барометром – анероидом, (пружинным манометром), так как обычный ртутный барометр для этой цели непригоден. В самом деле, анероид основан на упругой деформации твёрдого тeлa, а это свойство не меняется от увеличения или исчезновения ускорения, которому подвергается прибор. Ртутный же барометр основан на уравновешивании давления воздуха весом соответствующего столба ртути. Но в то время как давление воздуха в кабине космического корабля практически не будет меняться ни во время работы двигателя, ни во время полёта с выключенным двигателем, вес столба ртути существенным образом будет зависеть от величины тяги ракетного двигателя. Так, например, если после включения двигателя сила тяжести на борту корабля увеличится в четыре раза, то прежнее давление воздуха в кабине ракеты будет уравновешиваться столбом ртути, в четыре раза меньшим нормального, что может ввести наблюдателя в заблуждение. При полёте же по инерции (с выключенным мотором) масса ртути, вообще, теряет свой вес, поэтому ртуть по трубке поднимется до самого верха и барометр перестанет обнаруживать изменения давления.




Рисунок из книги А. Штернфельда «Полет в мировое пространство», 1949 год издания.


5. Путешественник убедился, что он находится точно на Северном полюсе. На следующий день он собирается пройти 10 км на юг, затем 20 км на запад, а потом 10 км на север. Нарисуйте траекторию движения. На каком расстоянии от полюса окажется путешественник после прохождения маршрута?





Несовпадение магнитных и

географических полюсов

Земли.


На первый взгляд эта задача решается простым путем:

20 км на запад




10 км на север 10 км на юг


20 км на запад

Складывая перемещения, получим в результате смещение от начальной точки на 20 км к западу.


Но на северном полюсе шарообразной планеты Земля все не так просто. Вблизи полюсов пользоваться компасом практически невозможно. Направление на географический Северный полюс приходится определять по положению Солнца в полдень. А на магнитном полюсе стрелка компаса должна указывать на центр Земли.





Однако считаем, что компас работает. Итак, человек на Северном полюсе земного шара:




10 км на север

10 км на юг


20 км на запад


Получается, что

путешественник вернулся

в ту же точку, откуда и вышел.

Добавить документ в свой блог или на сайт


Похожие:

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? iconОтветы на вопросы
Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован?

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? iconКоманда «эврика». Номер команды: 12f 208 Ответы на вопросы 1 тура Интернет-проекта «Удивительный мир физики»
Почему прибор для измерения давления называется барометр? В каких единицах он проградуирован?

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? iconНазвание какого прибора на русский язык переводится как «силомер»? В каких единицах он проградуирован?
Вопрос 2: Какая физическая величина измеряется в лошадиных силах? Объясните происхождение этого названия

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? iconНазвание какого прибора на русский язык переводится как «силомер»? В каких единицах он проградуирован?
Змерения силы или крутящего момента, состоящий из силового звена (упругого элемента) и отсчетного устройства. Динамометры разделяют...

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? icon12f216 Вопрос 1: Почему прибор для измерения давления называется барометр? В каких единицах он проградуирован? Ответ: Барометр
Барометр (греч baros — тяжесть, давление и metreo — измеряю) — прибор для измерения атмосферного давления

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? iconИнтервью вопросы в каком году, где, в каких войсках вы служили? Как долго? Имейте ли ранения? Если да, то при каких условиях это произошло?
Как вы понимаете выражение «интернациональный долг», ваше мнение о военных событиях?

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? iconВопросы Какую величину древние Египтяне измеряли в парасангах? Ответ
Фарсах (парасанг, парасанга, фарсанг, фарсаг, санг, таш, йигач, персидская миля)

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? icon8. Как измеряют температуру в духовке?
С и выше); с помощью ультразвукового средства контроля (спектр излучения нагретой поверхности отличается от холодной)

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? iconДоклад о деятельности педагогического коллектива
В нашем докладе содержится информация о том, в каких условиях работает детский сад, каких результатов достиг, какие потребности и...

Вопросы Какую физическую величину измеряют с помощью гальванометра? Как он устроен? В каких единицах он проградуирован? iconИсследовательское задание Определите, какую долю объема песка занимают сами песчинки, а какую воздух
Для того чтобы определите, какую долю объема песка занимают сами песчинки, а какую воздух? Нам потребуется песок и вода. Мы решили...

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib3.podelise.ru 2000-2013
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Лекции
Доклады
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Программы
Методички
Документы

опубликовать

Документы