Баллистического гальванометра

Решение. Значение баллистической постоянной механизма гальванометра при различных режимах движения подвижной части определяются по формулам (2.17) — (2.20).

15.2. Схема определения цены деления (баллистической постоянной) гальванометра.

Коэффициент пропорциональности С в формуле (6-20) называется баллистической постоянной. Величина этого коэффициента зависит от конструкции и параметров прибора. Баллистическая постоянная

Величина, обратная баллистической постоянной,-S --l—S 2я 0

Схема баллистической установки для измерения магнитного потока дана на 22-1. В цепи рамки баллистического гальванометра БГ последовательно включены измерительная катушка а>изм. переменное сопротивление грег для регулировки чувствительности гальванометра и вторичная о'бмотка катушки взаимной индуктивности М для определения баллистической постоянной. Первичная обмотка взаимной индуктивности М включена в градуировочную цепь установки. Если изменение потокосцепления АУ происходит в короткий промежуток времени, значительно меньший, чем период свободных колебаний.баллистического гальванометра, то первый максимальный отброс подвижной части гальванометра ам пропорционален количеству электричества Q, протекающему через его рамку:

Можно воспользоваться баллистической постоянной установки С^ = RCO, которую определяют с помощью эталонной катушки взаимной индуктивности М. Тогда значение индукции в образце

где с — коэффициент пропорциональности, называемый баллистической постоянной и зависящий от параметров гальванометра.

—баллистическая чувствительназывается баллистической постоянной,

Наибольшее значение баллистической постоянной С„Х Ю~9, к/мм/м..................... 35 10 3

Величина, обратная баллистической постоянной,

где Ь — постоянная для данного прибора, называемая баллистической постоянной,. Мы видим, что, измеряя первый максимальный отброс гальванометра, можно измерить полную величину заряда, прошедшего через гальванометр.

В предыдущих рассуждениях мы не учитывали затухание рамки вследствие трения. При учете трения теория получается более сложной. Однако это не имеет особого значения, так как обычно величину баллистической постоянной b определяют не расчетом, а на опыте, т. е. градуируют гальванометр на заряды. Употребляемая для этого принципиальная схема показана на 112. Здесь С — конденсатор известной емкости, а Б — батарея с известным напряжением U. В этом случае известен и заряд конденсатора q = CU, и поэтому, наблюдая отброс гальванометра am, можно по формуле (64.1) найти Ь.

Заряд конденсатора определяют при помощи баллистического гальванометра и по значению заряда находят сопротивление образца. Баллистический гальванометр отличается от обычного тем, что у него искусственно увеличен момент инерции подвижной части. Благодаря этому он позволяет измерять малые количества электричества, протекающего в течение коротких интервалов времени. Основной характеристикой баллистического гальванометра является его баллистическая постоянная CQ, указываемая на шкале. Однако погрешность, с которой она указывается, слишком велика (±10%); поэтому непосредственно перед измерением определяют баллистическую постоянную. Для этого используют цепь, показанную на 2-2. Вначале необходимо убедиться в том, что переключатель til находится в среднем положении (напряжение отключено), ключ /С замкнут, а переключатель П2 — в среднем положении. Замыкают накоротко зажимы В и И, зажим 3 не используют. Включают напряжение переключателем Я/, переключатель П2 ставят в левое положение и размыкают ключ К. При этом конденсатор С заряжается через резистор с известным сопротивлением Rlt в течение определенного времени t. По истечении времени t переключатель П2 переводят в правое положение. При этом конденсатор С разряжается через гальванометр. Отмечают наибольший отброс а. указателя гальванометра. Заряд конденсатора

В лаборатории весьма полезно будет выполнить работы по определению емкости и индуктивности линейных и нелинейных объектов с помощью баллистического гальванометра, а также определить методом взвешивания силы взаимодействия в зависимости от расстояния между двумя соосными круговыми катушками, обтекаемыми током, а отсюда — взаимоиндуктивности.

К тому же периоду относятся работы известного русского физика А. Г. Столетова, открывшего закон изменения магнитной проницаемости в зависимости от напряженности поля и предложившего метод определения характеристик магнитных материалов с помощью баллистического гальванометра.

При измерении по схеме 10.2, в предварительно разряженный конденсатор Со подключают на время t к цепи 1Х. За время t конденсатор получит заряд Q=Ixt. Затем конденсатор переключают в цепь баллистического гальванометра, замечают баллистический отброс а\т и определяют 1Х по формуле

Баллистический гальванометр. Метод определения магнитного потока с помощью баллистического гальванометра, основанный на измерении количества электри-

Таким образом, по отклонению указателя баллистического гальванометра можно определять магнитный по* ток.

Индукционно-импульсный метод. Описанный в § 15.2 метод измерения магнитного потока с применением баллистического гальванометра (или веберметра)1 может

Для измерения магнитной индукции необходимо, как и при измерении магнитного потока, изменив потокосцеп-ление измерительной катушки, отсчитать первое наибольшее отклонение указателя баллистического гальванометра и произвести расчет по (15.9).

Измерение напряженности магнитного поля. В данной работе производится измерение напряженности магнитного поля внутри стержневого постоянного магнита вблизи его полюсов индукцион-но-импульсным методом. Для этого сначала определяют цену деления баллистического гальванометра Сф с включенной в его цепь катушкой для измерения напряженности поля, как это описано в § 15.2 [см. 15.2 и (15.7)]. Затем находят постоянную измерительной катушки. Для этого предварительно измеряют напряженность поля Но внутри катушки СК, с помощью измерителя напряженности магнитного поля, действие которого основано на явлении ядерного магнитного резонанса. Его устройство и принцип работы описаны в § J5.3. Погрешность измерений этим методом очень мала и не превышает 0,01% при условии, что поле достаточно однородное и стабильное. Для достижения приемлемой для измерений однородности поля отношение среднего диаметра катушки СК к ее длине выбрано равным 0,7. Область однородного поля находится вблизи центра катушки СК. Намагничивающий ток катушки стабилизирован.

Измерение магнитной индукции индукционно-импульсным методом начинают с определения цены деления (постоянной) баллистического гальванометра Сф с включенной в его цепь катушкой для измерения магнитной индукции по методике, приведенной в § 15.2 [см. 15.2 и (15.7)]. Катушка для измерения магнитной индукции конструктивно отличается от катушки для измерения напряженности поля и может иметь другие параметры s и WK. Затем, пользуясь описанным в § 15.2 и 15.3 способом, измеряют магнитную индукцию внутри магнита вблизи полюсов баллистическим гальванометром и веберметром.

2. Определить цену деления (постоянную) баллистического гальванометра при включении в его цепь катушки для измерения напряженности магнитного поля.