Гальванометр

ГАЛЬВАНОМЕТР (от гальвано... и ...метр), высокочувствительный электроизмерительный прибор для обнаружения (регистрации) и измерения малых электрических токов, напряжений и количества электричества; используется также в качестве указателя отсутствия тока или напряжения (нуль-индикатора) в цепях постоянного и переменного тока. Первые гальванометры постоянного тока, созданные в 1820-х годах, состояли из магнитной стрелки, подвешенной на тонкой нити и помещённой внутри неподвижной катушки из проволоки. Появление тока в катушке вызывает отклонение стрелки от первоначального положения, в то время как в отсутствии тока стрелка устанавливается по магнитному меридиану данного места. В 19 веке было разработано большое число конструктивных разновидностей гальванометров различных систем, в том числе гальванометры с подвижной катушкой, в которых подвижным элементом служит проводник с током (обычно в виде проволочной рамки или петли), помещённый в поле постоянного магнита (смотри Магнитоэлектрический измерительный прибор).

Большинство гальванометров относится к приборам магнитоэлектрической системы. В цепях постоянного тока обычно используются гальванометры с подвижной рамкой - переносные с креплением рамки на растяжках, со встроенной шкалой и стрелочным или световым указателем и стационарные, устанавливаемые по уровню, с укреплённым на рамке миниатюрным зеркальцем, имеющие выносную шкалу (что обеспечивает более высокую чувствительность) и световой указатель (зеркальные гальванометры). Об угловом перемещении рамки в таких гальванометрах (рис.) судят по отклонению на шкале светового луча, отражённого от зеркальца. Обычные рамочные гальванометры применяются главным образом в качестве нуль-индикаторов, а также при лабораторных измерениях малых токов (до 10^-11 А) и напряжений (до 10^-8 В). Для измерения количества электричества, переносимого короткими импульсами электрического тока, служат баллистические гальванометры с увеличенным моментом инерции подвижной рамки (при этом период собственных колебаний рамки Т₀ увеличивается до 15-20 с). При длительности импульса тока менее 0,1 Т₀ первое наибольшее отклонение указателя после протекания тока (баллистический отброс) пропорционально количеству электричества, прошедшего через рамку. Цена деления шкалы наиболее чувствительного баллистического гальванометра составляет 10^-9 Кл. Баллистические гальванометры используются, например, для измерения изменяющихся магнитных потоков (смотри Магнитные измерения).

В качестве нуль-индикаторов в цепях переменного тока в диапазоне частот от 30 до 100 Гц используют вибрационные гальванометры. Подвижная часть такого гальванометра состоит из укреплённых на растяжках маленького постоянного магнита и зеркальца. Подвижный магнит помещается между полюсами вспомогательного постоянного магнита в поле электромагнита, по обмотке которого протекает входной ток гальванометра. Под действием переменного магнитного поля подвижный магнит (вместе с зеркальцем) колеблется, причём амплитуда колебаний зависит не только от значения тока, но и от его частоты. При равенстве этой частоты частоте собственных колебаний подвижной части (резонансный режим) амплитуда колебаний максимальна; при этом максимальна и ширина световой полосы, создаваемой отражённым от зеркальца лучом света, на шкале гальванометра. Цена деления шкалы вибрационного гальванометра составляет примерно 10^-7 А по току и 10^-5 В по напряжению.

Смотри также Амперметр и Вольтметр.

Лит.: Основы метрологии и электрические измерения / Под редакцией Е. М. Душина. 6-е изд. Л., 1987.