МЕРА И ЧИСЛО

April 21, 2015 by admin Комментировать »

 Общие сведения

Проводка от осветительной лампочки всегда приведет к счетчику. В распределительных пунктах, на центральных электростанциях, в исследовательских лабораториях, на заводах — всюду в электрические провода включены измерительные приборы.

В одних приборах из окошечек глядят ряды цифр на подвижных колесах. В других — за прозрачными крышками качаются стрелки. У одних стрелки широкие, как у башенных часов. Это грубые технические приборы. Для них достаточна точность показаний в 2 и даже 5%. Шкалы технических приборов — с жирными делениями, чтобы издали сразу заметить показания. У других приборов стрелки узкие, как ножи, поставленные на ребро. Ножевые стрелки отражаются в зеркальных шкалах, на которых деления нанесены тонкими паутинными линиями. Это точные лабораторные приборы. Над ними склоняются исследователи, ловя совпадение стрелки с ее зеркальным отражением, чтобы возможно точнее произвести отсчет.

Есть приборы, совсем крохотные, а указательная стрелка у них — длиной в несколько метров. Но это не металлическая стрелка, а луч — световой зайчик, бросаемый зеркальцем на шкалу прибора.

В настоящее время ни производство, ни исследования не мыслимы без электрических измерений. Миллионы электроизмерительных приборов служат в промышленности и в быту.

От электронов к стрелке

Электромагнитные процессы связаны с движением волн и заряженных частиц. Задача измерительного прибора— превратить эти явления в механическое перемещение указательного органа прибора.

Наиболее просто может быть построен измерительный прибор, который отмечает накапливание электрических зарядов. Впервые такой измеритель был построен Ломоносовым и Р.ихманом 200 лет тому назад для проведения опытов с атмосферным электричеством. К железному пруту привязывалась тонкая льняная нить (фиг. 3-1).

Когда прут получал электрический заряд, нить также заряжалась и отталкивалась от прута. По углу отклонения этой нити и судили о степени электризации прута, или, как теперь бы выразились более точно, о количестве электрических зарядов, накопленных на нем, о потенциале прута.

Впоследствии этот прибор совершенствовался многими исследователями. Довольно законченную форму ему придал Вольта. Внутри стеклянной банки, на металлическом . Q , ~

*                                                                „ Фиг. 3-1. Электрическим пруте крепились два легчайука3атель Ломоносова и ших листочка (фиг. 3-2). В са- Рихмана — первый в мире мых чувствительных приборах электроизмерительный ириих делали из сусального золо-                                              бор·

та. Когда выходящий из банки

Фиг. 3-2. Электроскоп Вольта с листочками из сусального золота.

Концы листочков загнуты, чтобы отчетливее был виден угол их расхождения.

конец прута соединялся с наэлектризованным телом, листочки расходились. Этот прибор получил название электроскопа —■ «наблюдателя электричества». Для облегчения отсчета придумали проектировать листочки на экран с делениями <и судить о величине заряда по положению тени листочков на экране.

Электростатические измерительные приборы

Такое название получили прямые потомки ломоносовских измерителей электричества.

И в современных измерителях отклонение получается за счет отталкивания и притяжения заряженных тел.

При высоких напряжениях силы электростатического притяжения и отталкивания довольно велики и поэтому можно передать движение с подвижных листков на обычную стрелку.

Достоинство электростатических приборов в том, что они чрезвычайно экономичны. Они потребляют очень небольшую мощность для своих показаний. Но у них есть

Фиг. 3-3. Современный электростатический вольтметр на рабочее напряжение 50 000 в.

Неподвижным электродом является металлическая банка В. К ней притягивается подвижной электрод А, который поворачивает указательную стрелку. Электрод А, указательная стрелка и шкала электрически соединены между собой и укреплены на высоковольтном проходном изоляторе. Высокое напряжение подводится к зажиму на верхушке шкалы.

много недостатков. Сила притяжения между двумя разнозаряженными телами пропорциональна квадрату напряжения. При низких напряжениях эта сила мала, а с увеличением напряжения быстро возрастает. У электростатических приборов трудно получить равномерную шкалу. В начале шкалы у них деления теснятся, они очень мелкие, сжатые, а дальше деления становятся чересчур растянутыми.

Электростатические приборы одинаково пригодны и для постоянного, и для переменного тока. При изменении знака напряжения между их обкладками притягательная сила своего знака не меняет. На переменном токе статические приборы показывают среднее квадратичное — действующее значение напряжения.

В настоящее время статические приборы строятся на самые различные напряже-

ния. Чаще всего статические приборы применяются для напряжений в несколько киловольт (фиг.

2-      3). Однако, есть и такие статические приборы, что отмечают доли вольта,— это электрометры. У них подвижная часть выполнена в виде тончайшей нити — платиновой, а иногда кварцевой посеребренной. За отклонением этой нити следят в микроскоп.

Фиг. 3-4. Электростатический вольтметр многокамерного типа для измерения напряжений до нескольких сотен вольт. Подвижная часть показана выдвинутой вправо из неподвижных секторов В.

Для напряжений в несколько сот вольт применяются статические приборы, напоминающие несколько своей конструкцией переменные конденсаторы (фиг. 3-4). В них имеется набор подвижных пластин, подвешенных на тонкой нити и входящих внутрь неподвижных пластин.

На высокие напряжения в сотни тысяч вольт статические приборы выполняются в виде двух шаров. В одном из них участок стенки, обращенный к другому шару, делается подвижным и от этой обкладки рычажная передача идет к. указательной стрелке. Шары крепятся на хороших изоляторах на раздвижном штативе. Меняя расстояние между шарами, можно менять чувствительность вольтметра.

Для исследований, связанных с атомным ядром, применяют электростатические генераторы на напряжение в несколько миллионов вольт. Это напряжение получается на электроде с большим радиусом закругления.

На макушку этого электрода накладывается тонкий металлический колпачок. При отсутствии напряжения на электроде силы тяжести и трения удерживают колпачок на его ме^те. Когда же электрод заряжается, то элек1рические силы опалкивакл колпачок от электрода, при^ подымают его. Колпачок скользит по электроду и падает. Ставя колпачки разного веса, можно определять, до какого напряжения заряжается электрод.

Когда к статическому вольтметру прикладывают напряжение высокой частоты, то через емкость между обкладками вольтметра начинает итти ток. Этот ток может разогреть тонкую нить, на которой подвешена подвижная часть вольтметра, и даже сжечь ее. Для токов с частотой выше 100 кгц обычные конструкции статических вольтметров не годятся.

Фиг. 3-5. Эрстедт демонстрирует действие провода с током на магнитную стрелку.

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты