Приложение.

 Милл ивеберметр. Милливеберметр (флюксметр) слу­жит для измерения магнитных потоков. Он представляет собой прибор магнито­электрической системы, который отличается от обычных гальванометров посто­янного тока тем, что на его рамку не действуют никакие упругие силы, так что подвижная система прибора находится в положении безразличного равновесия.

В цепь рамки прибора включается наружная измерительная катушка с из­вестным сечением и числом витков. При изменении магнитного потока, пронизы­вающего катушку, в ней индуцируется э. д. с. и в цепи рамки течет ток, вызывающий ее откло­нение. При этом, как будет показано ниже, откло­нение рамки, независимо от ее начального поло­жения, оказывается пропорциональным изменению магнитного потока и может служить для его из­мерения.

Рассмотрим работу милливеберметр а. Скорость изменения момента количества движения рамки милливеберметра J ср (J — момент инерции рамки, Ф — ее угол поворота) равна моменту сил, дейст­вующих на рамку. На каждую из продольных сторон рамки (рис. 110) действует сила, равная

Рис. 110. Рамка в маг-       где 7 - сила ™ка в Рамке> ее длина,

нитном поле  — число витков, а В — индукция поля постоян­

ного магнита (радиальное поле). Момент сил, дей­ствующих на рамку, получается путем умножения величины сил на плечо и равен ISNB, где S — площадь рамки. Введя обозначе­ние = SNB, найдем

Уф = Ч>/.       (1)

Вычислим^ теперь ток /. Этот ток генерируется в рамке под действием внешней э. д. с. <о (т. е. э. д. с. индукции в измерительной катушке) и внутренней э. д. с. <^вн, возникающей в рамке при ее движении в магнитном поле. Электро­движущая сила, возникающая в каждой из вертикальных сторон рамки, равна INBv* где v — скорость движения. Заменяя v через ширину рамки и ф, найдем, что Sвн = —NSBy = — г|хр. Таким образом,

= (2)

где R — полное сопротивление цепи рамки. Знак перед i|xp выбран так, чтобы удовлетворялось правило Ленца: возникающая при движении электродвижущая силафф направлена в сторону, противоположную внешней э. д. с. Подставляя (2) в уравнение (1), найдем

(3)

Замечая, что $ = —dO/dt (буквой Ф обозначен поток, пронизывающий измери­тельную катушку), получим окончательно

JR •• . * 1        /лч

^ГФ + Ф—^-ЗГ.          (4)

Проинтегрируем это уравнение:

JR       1

-тгг (Фа ~ <Pi) + (Фа Ф1) ~ .тг (Ф2 ~ Ф1) •

-ф2

(5)

При измерении магнитного поля с помощью флюксметра используется обычно один из трех способов работы.

1.         Измерительная катушка переворачивается в поле на 90 или 180°.

2.         Катушка выносится из области измеряемого в область нулевого поля.

3.         Катушка остается неподвижной, а измеряемое магнитное поле выклю­чается или переполюсовывается.

Во всех этих трех случаях скорость изменения потока Ф в начале и в конце опыта равна нулю. В начале опыта рамка флюксметра не движется, так что фх = 0. В конце опыта Ф обращается, как было отмечено, в нуль и под действием сил электромагнитного торможения рамка рано или поздно остановится. При жела­нии можно найти закон затухания. В самом деле, из (4) немедленно следует, что при Ф = 0

Таким образом, в конце опыта ф2 также равно нулю. Уравнение (5) дает поэтому

Угол поворота рамки флюксметра пропорционален изменению магнитного потока, пронизывающего измерительную катушку.

При выводе формулы (3) мы пренебрегали всеми силами трения, за исклю­чением сил электромагнитного торможения. В реальной системе, кроме момента электродинамических сил 1|>2ф/#, присутствуют и другие вызывающие затухание моменты, например трение рамки в осях, трение о воздух и т. д. Формула (6) верна поэтому лишь в том случае, если отброшенные силы малы по сравнению с учтенными, т. е. практически если1|)2/# достаточно велико. Величина^2 задается конструкцией милливеберметра, а сопротивление цепи R выбирается самим экс­периментатором. Легко видеть, что при больших R электромагнитное затухание сильно падает и формула (6) может оказаться неверной.

Флюксметр правильно работает лишь при замыкании его рамки на достаточно малое сопротивление. Предельно допустимая величина сопротивления обычно указывается на приборе.

1.         Курс электрических измерений, под ред. В.,Т. Прыткова и А. В. Т а- л и ц к о г о, Госэнергоиздат, 1960, ч. II, § 17.

2.         В. С. Попов, Электротехнические измерения, «Энергия», 1968, § 12.

Работа 37. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛАМПЫ (ТРИОДА)

Принадлежности: триод 6С5 на монтажной панели с клеммами, кенотронный выпрямитель на 300 В для питания анодной цепи, селеновый выпрямитель сеточ­ного смещения на 40 В, понижающий трансформатор 220 : 6,3 В для питания цепи накала, высокоомный потенциометр Яа, регулирующий анодное напряже­ние, потенциометр Пс для регулирования сеточного напряжения, низкоомный реостат Rn для регулирования тока накала, три вольтметра, два миллиамперметра, ключи, монтажный провод.

Триод (трехэлектродная электронная лампа) 6С5 устроен следую­щим образом: в герметическом стеклянном баллоне, в котором

ф2—фх=—-г (Ф2-Ф1).

(6)