Školski galvanometar FEP


Danas je nabavljen ruski galvanometar namijenjen za opremanje školskih i edukacijskih tehničkih kabineta odnosno za izvođenje praktične pokazne (vizualne) nastave iz područja elektrotehnike iz 1972. godine. Galvanometar je proizvod moskovske tvornice električnog pribora FEP (Физэлектроприбор) koja je specijalizirana za proizvodnju tehničke opreme i pribora za edukaciju, učenje i eksperimentiranje, odnosno za opremanje školskih tehničkih kabineta. Osim oznake proizvođača (FEP), zemlje porijekla (USSR), tvorničkog broja (453) i godine proizvodnje (1972.) na instrumentu nalazimo još nalazimo oznaku tipa instrumenta V Школьный (voltmetar školski) te tvorničke datumske pečate provedenih kontrola.

Proizvođač je za ovu seriju školskih galvanometara zasigurno osigurao i niz drugih opcionalnih dodataka kao što su otpornici za proširenje mjernih područja i strujni shuntovi, a onda sukladno tome i odgovarajuće izmjenjive skale instrumenta. Na gornjoj strani galvanometra vidimo dva uzdužna utora u koja se po potrebi mogu jednostavno ubaciti pločice sa odgovarajućim skalama, kao i odgovarajućim mjernim jedinicama.

 Kod školskih, pokaznih, prezentacijskih ili kako već možemo nazvati takav tip instrumenta, naglasak je stavljen na samu fizičku veličinu instrumenata, odnosno što bolju vidljivost skale i kazaljke, no isto tako i na vidljivost same unutrašnje konstrukcije mjernog sistema što dodatno može poslužiti u edukativne svrhe. S druge strane neka velika preciznost i točnost takvih instrumenata nije prioritet, no svakako je poželjna što veća osjetljivost kako bi se izravno mogli provoditi razni pokazni pokusi sa malim strujama i naponima.

U galvanometar je ugrađen instrument sa zakretnim svitkom. Ovakav tip mjernog instrumenta vrlo često se primjenjuje u mnogim električnim mjernim instrumentima ili kao indikacijski instrument na različitim električnim uređajima. Razlog tome su njegove dobre električne karakteristike, a to su u prvom redu velika osjetljivost (mala vlastita potrošnja) i potpuna linearnost skale.

Potkovičasti permanentni magnet formira polove polukružnog oblika između kojih je centrirano postavljena jezgra od mekog željeza. Tako je između ta dva elementa stvoren uski zračni raspor unutar kojeg je jako magnetsko polje. Što je zračni raspor manji to je magnetsko polje jače, a instrument osjetljiviji. U tom magnetskom polju giba se svitak namotan na lagani aluminijski okvir. Aluminijski okvir osim kao nosač zavojnice ima i ulogu elektromagnetskog prigušenja kazaljke instrumenta kako bi se spriječilo njezino prekomjerno njihanje prije zauzimanja konačne pozicije. Aluminijski okvir djeluje kao kratko spojeni zavoj. Kada se svitak zakrene okvir sječe silnice magnetskog polja, uslijed čega se u njemu inducira napon i poteče struja kratkog spoja. Ova struja stvara svoje magnetsko polje i time zakretni moment koji se suprotstavlja gibanju svitka čime je spriječeni njihanje kazaljke oko novog položaja.

Struja se dovodi u svitak kroz dvije spiralne međusobno izolirane opruge, koje ujedno služe i za stvaranje mehaničkog protumomenta gibanju svitka kao i za vraćanje kazaljke na nulu nakon isključenja svitka sa strujnog kruga. Dva utega za balansiranje dovode centar ravnoteže kazaljke na središnju osovinu kako težina kazaljke ne bi stvarala svoj mehanički moment zakretanja.

Budući da se svitak giba u polju permanentnog magneta, pri promjeni smjera struje kroz svitak promjeni se i njegov smjer magnetske sile, a time i smjer u koji se svitak zakrene. Kod izmjenične struje to je problem jer svitak zbog inercije ne može pratiti brze promjene smjera struje, a čak i da je to moguće očitanje kazaljke koja se stalno giba od jedne na drugu stranu bilo bi praktično neupotrebljivo. Stoga se za mjerenje izmjeničnih struja ista prije dovođenja na svitak ispravlja diodnim ispravljačima. U naš galvanometar su originalno ugrađene dvije ispravljačke diode za mjerenje izmjeničnih napona, ali kod ispravljanja se koristi samo jedna od dioda, ovisno o tome na koju vanjsku priključnicu je doveden izmjenični napon.   

Prilikom testiranja našeg galvanometra izmjerili smo otpor zakretnog svitka od 2,6 Ω pri čemu puni otklon skale postižemo kod napona oko 8 mV i struje 3 mA. Zbog malog unutarnjeg otpora galvanometar se može smatrati vrstom ampermetra. Naš galvanometar je zbog same povećane fizičke konstrukcije (težina zakretnog svitka sa kazaljkom) i smanjenog magnetskog polja unutar velikog zračnog raspora u kojem se nalazi zavojnica relativno male osjetljivosti (3 mA), no osjetljivim galvanometrima je dovoljna struja reda svega 25 µA za puni otklon skale.  

Ovaj galvanometar je svakako moguće praktično iskoristiti i za različite eksperimente u našoj elektroničkoj radionici iako ćemo, istini za volju, vjerojatno prije posegnuti za nekim praktičnijim i kompaktnijim modernim analognim multimetrom. No to svejedno ne znači da sada ovaj naš galvanometar mora biti osuđen na zaborav jer može odlično popuniti neki ukrasni kutak gdje će nas podsjećati na davne školske dane i prve praktične susrete sa električnim mjerenjima 🙂

Leave a comment

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.