Электричество шаг за шагом

Более точный стрелочный прибор магнитоэлектрического типа, в нём на спиральных пружинках подвешена лёгкая квадратной формы катушка, которую называют рамкой. Рамка находится в поле постоянного магнита, а через пружинки к ней подводится измеряемый ток. Взаимодействуя с полем магнита, магнитное поле рамки старается повернуть её, с рамкой жёстко связана стрелка, по отклонению которой можно судить о величине тока. Основная характеристика прибора — это его чувствительность, то есть ток, который отклоняет стрелку до конца шкалы. У средних приборов это 1–5 миллиампер, у хороших 50-100 или даже 10–20 микроампер. Магнитоэлектрический прибор, в отличие от электромагнитного, измеряет только постоянный ток: если ток меняет направление, то рамка и вместе с ней стрелка отклоняются в обратную сторону, влево от нуля. А при переменном токе стрелка дергалась бы туда-сюда, но из-за инерции она не успевает отклоняться и, подрагивая, стоит на месте. Вместе с тем магнитоэлектрическим прибором можно измерять переменное напряжение, используя простейший полупроводниковый выпрямитель.

Любой из приборов может быть не только амперметром, но и вольтметром: чем больше измеряемое напряжение, тем больший ток идёт через прибор, тем сильнее отклоняется стрелка. Главное, чтобы прибор своим сопротивлением сам не менял режим цепи и не показывал ток или напряжение, которые без него будут совсем иными.

На основе чувствительного магнитоэлектрического прибора (его часто называют гальванометром) строится очень популярный комбинированный прибор авометр, это сокращение от слов амперметр, вольтметр, омметр. Чтобы по общей шкале удобно было отсчитывать и большие, и малые величины, прибор, как правило, делают многопредельным: переключая добавочные резисторы и шунты, делают так, чтобы стрелку в одном случае полностью отклонял ток, например, 500 мА, а в другом 5 мА. Сопротивление авометр измеряет с помощью внутренней батарейки.

В последние годы с традиционными стрелочными приборами успешно конкурируют цифровые. В них измеряемый ток или напряжение преобразуются в определённый код, который в итоге и высвечивает на экране нужные цифры. Но совсем не обязательно традиционные стрелочные приборы будут вытеснены цифровыми, ведь не вышли же из употребления часы со стрелками с появлением очень точных часов с небольшим цифровым экраном. Иногда особая точность отсчёта не нужна, и стрелочный прибор удобнее — взглянул на положение стрелки и, не задумываясь, сразу чувствуешь суть дела.

Существует большое многообразие измерительных приборов, например, генераторы постоянного тока, измерительные (маломощные) генераторы переменного тока различных частот, приборы для измерения индуктивности катушек или ёмкости конденсаторов, измерители частоты, фазы, амплитуды, напряжённости электрического или магнитного поля, использующие принцип радиолокатора определители места повреждения кабеля и много других приборов.

Об одном из них нельзя не сказать несколько слов — это электронный осциллограф. В одном из режимов его внутренний генератор, воздействуя нарастающим напряжением («пила») на отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки, равномерно продвигает электронный луч и высвечивает на экране ровную горизонтальную линию. Если при этом на другую пару отклоняющих пластин подать какой-нибудь исследуемый сигнал, то он будет отклонять луч вверх-вниз, и на экране появится самый настоящий график сигнала — подробный отчёт о всех его изменениях во времени. В двухлучевом осциллографе можно наблюдать и сравнивать одновременно два сигнала. Осциллограф может работать в нескольких режимах, демонстрируя главную черту всех измерительных приборов: они позволяют реально увидеть невидимый мир электричества.

Глава 18 Бригады прибывают по медному проводу