1. Застосування балістичного гальванометра

У лабораторній практиці при дослідженнях електричних машин, апаратів, трансформаторів, при випробуваннях магнітних матеріалів, що застосовуються у виробництві на електротехнічних заводах, часто виникає необхідність вимірювання магнітних величин, як то: магнітного потоку, магнітної індукції, магніторушійної сили, напруженості магнітного поля, магнітної проникності, а також втрат на гістерезис і вихрові струми в феромагнітних матеріалах.

У більшості випадків магнітні величини вимірюють непрямим методом - шляхом вимірювання тих чи інших електричних величин (струму, е.р.с., кількості електрики), функціонально пов'язаних з вимірюваної магнітної величиною. Вимірювання магнітних величин в даний час складають великий самостійний розділ вимірювальної техніки з глибоко розвиненою теорією.

Рис. 1. Схема, поясняющая принцип измерения магнитного потока при помощи баллистического гальванометра

Деякі методи й апаратуру для магнітних вимірів використовують не тільки в лабораторіях, спеціалізованих в області магнітних вимірів, але також і в більш універсальних лабораторіях, що займаються випробуваннями і дослідженнями електричних машин і апаратів. До числа широко розповсюджених магнітних вимірів відносяться:

а) вимірювання за допомогою балістичного гальванометра;

б) вимірювання за допомогою флюксметра;

в) визначення втрат у сталі ваттметровим методом;

г) вимірювання змінних магнітних потоків за допомогою потенціометра.

На рис.1 наведена схема, пояснює загальний принцип вимірювання постійного магнітного потоку за допомогою балістичного гальванометра. Для вимірювання магнітного потоку до гальванометра необхідно приєднати вимірювальну рамку з деяким числом витків w, що знаходиться в досліджуваному постійному магнітному полі. Витки рамки будуть охоплювати деякий потік Фх.

В основу дії даного приладу покладено принцип, згідно з яким першим найбільша похибка покажчика балістичного гальванометра пропорційна числу потокозчеплення магнітного потоку з витками вимірювальної рамки.

На рис. 2 наведена практична схема застосування балістичного гальванометра для зняття кривої намагнічування, для визначення залежності

B = f (H). На кільцевій сердечник 1 з досліджуваної сталі накладають дві обмотки: намагнічувальну 2 і вимірювальну 3. До вимірювальної обмотки підключається балістичний гальванометр. Намагнічуюча обмотка живиться від джерела постійного струму 4 через амперметр і реостат. Перемикач 5 дозволяє змінювати напрямок струму в обмотці.

Напруженість магнітного поля всередині кільцевого соленоїда (тороїда) може бути підрахована на підставі закону повного струму за формулами:

Рис. 2. Схема испытания кольцевой пробы стали при помощи баллистического гальванометра

 де wi - число витків намагничивающей обмотки;

l- значення струму, A;

lср - середня довжина силової магнітної лінії в тороїді, зазначена на рис. 2 пунктиром і легко обчислюється по геометричних розмірах випробуваного зразка.

Для визначення залежності B = f (H) в намагничивающей обмотці встановлюють струм, відповідний заданому значенню H і заздалегідь підрахований за наведеною формулою, потім швидко змінюють напрямок струму в обмотці за допомогою перемикача 5. При зміні напрямку струму магнітний потік в осерді зміниться по деякому складного закону від значення + Ф до значення -Ф, т. е. зміна потоку в вимірювальної рамці буде одно 2Ф, і з урахуванням цього підраховують потік в осерді:

 Знаючи потік і поперечний переріз випробуваного зразка, знаходять значення магнітної індукції

 де s - переріз зразка, см².

Знайдене значення В і раніше обчислене значення Н дозволяють підрахувати магнітну проникність