検流計は、電気回路内のごくわずかな電気インパルスを検出するための優れたデバイスです。コイルは、強力な積層馬蹄形磁石の凹面の極側の間に配置または回転されます。検流計は、コイルを介して電荷が送られるたびに、たわみを表示します。
たわみは流れる電流の量に比例します。電圧計は、電気回路内の 2 つの場所の間の電位を測定するデバイスです。この記事では、ガルバノメータから電圧計への変換に関する基本的な質問と、ガルバノメータから電圧計への変換の例と詳細な概念について説明します。
検流計とは?
検流計は「電気機械電流」測定装置です。元の「検流計は校正されていませんでした」が、電流計として知られる後のバージョンは調整され、電流の流れをより正確に測定できました。検流計は、常に存在する磁場内のコイル全体に流れる電流の適用でポインターを曲げることによって動作します。検流計はアクチュエータに似ています。
検流計は、ハンス・クリスチャン・エルステッドが 1820 年に発見した、磁気コンパスの針が電流が流れるワイヤと接触すると偏向するという発見に触発されました。それらは、微量の電気を検出および測定するための最初の機器でした。エルステッドの発見を数学的に表現したアンドレ＝マリー・アンペールは、電流が死んだカエルの足をけいれんさせるという「カエルのガルバノスコープの原理」を1791年に確立した、イタリアの電気研究者ルイジ・ガルバーニにちなんでこの器具にタイトルを付けました。
「D'Arsonval または Weston タイプ」の最新の検流計は、磁石の領域にあるスピンドルと呼ばれる小さなピボット ワイヤ コイルを使用して構築されています。コイルは、校正されたスケールに沿って移動する細いポインターに接続されています。コイルと針は小さなねじりばねによってゼロに引っ張られます。コイルに直流電流を流して磁場を発生させます。この磁場は永久磁石に対抗します。つまり、コイルがねじれ、ばねを押してポインターを動かします。手は電流を表す目盛りを指しています。
磁極片は、ポインタの水平偏差が電流に比例するように、「磁場」が均一であることを保証するように慎重に設計されています。便利なメーターには、通常、動くポインターとコイルの機械的共振を低減する機能があり、ポインターが振動することなく元の位置にすばやく戻るようになっています。
電圧計とは?
電圧計は、多くの場合、ボルト、0.001 ボルトのミリボルト、または 1,000 ボルトのキロボルトで等級付けされたスケールで、ストレートまたは交互の電荷電圧を測定するために使用される機器です。いくつかの電圧計はデジタルで、測定値を示す数値表示が付いています。上記のデバイスは、目盛りに電圧を表示するポインタを回転させることによって、アナログの読み取り値を提供することもできます。ただし、デジタル電圧計はアナログ計器よりも精度が高くなります。たとえば、標準的なアナログ電圧計は、ワイヤーのコイルを通過する電流が電圧の読み取り値に変換される電気機械システムを使用する可能性があります。
「ムービングコイル検流計」は、抵抗器を接続することで電圧計として使用できます。高磁場に吊るされた細線コイルが検流計に電力を供給します。このような電流が流れると、コイルと固定磁石の磁場の組み合わせによってトルクが発生し、コイルが回転します。トルクはコイルに流れる電流に関係しています。コイルが回転し、反対方向に回転するスプリングを圧迫します。したがって、コイルのたわみは電流に等しく、これは電圧に比例し、目盛り上の点で表されます。
計測器の設計目標の 1 つは、回路への影響をできるだけ少なくすることです。したがって、計測器が消費する電流はできるだけ少なくする必要があります。これは、精巧な検流計を「高抵抗」に接続してから、調査中の完全な機器を並列接続で接続することによって達成されます。
検流計から電圧計への変換はどのように行われますか?
電流計を作成するには、シャント抵抗と呼ばれる小さな抵抗をガルバノメーターと並列に接続して、シャント抵抗を介してより多くの電流が流れるようにします。これにより、総正味抵抗がゼロのときに電流計として使用できます。電圧計を作成するには、正味の抵抗が高いため電気が全体の組み合わせを通過しないように、大きな抵抗値を検流計と直列に接続し、電圧計として使用できるようにします。
検流計と直列に抵抗を付けることで、検流計を電圧計に変えることができます。簡単な式と計算は以下のとおりです。
G が検流計の抵抗であるとしましょう。 IG は検流計に流れる電流を表します。 R は検流計と直列の高抵抗を表します。検流計の電位差を V とします。
したがって、V =IG (R + G)、
したがって、=(V/IG)- G;
電圧計の抵抗は Rs =R + G;
したがって、理想的な電圧計の場合、電圧電流計の抵抗は無限大になると言えます。
結論
通常の検流計を回路に並列に接続するとします。その場合、これにはいくらかの電流がかかり、回路の電位差がシフトし、測定が不正確になります。測定機器を取り付けた後、2 つのサイト間の電流が一定に保たれるように、電位差を正確に測定することが重要です。これは、デバイスの抵抗が無限である場合に実現可能です。
