Dizionario degli strumenti di misura. Strumenti per la misurazione della qualità ambientale Quale strumento può essere utilizzato per effettuare la rotazione?

§61. Azione campo magnetico ad un conduttore percorso da corrente. Motore elettrico
Domande
1. Come dimostrare che un campo magnetico agisce su un conduttore percorso da corrente situato in questo campo?
1. Se appendi un conduttore su sottili fili flessibili nel campo magnetico di un magnete permanente, quando una corrente elettrica viene accesa nella rete con il conduttore, devierà, dimostrando l'interazione dei campi magnetici del conduttore e il magnete.
2. Utilizzando la Figura 117, spiegare cosa determina la direzione del movimento di un conduttore che trasporta corrente in un campo magnetico.
2. La direzione del movimento di un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico dipende dalla direzione della corrente e dalla posizione dei poli magnetici.
3. Quale dispositivo può essere utilizzato per ruotare un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico? Quale dispositivo nel telaio viene utilizzato per cambiare la direzione della corrente ogni mezzo giro?
3. È possibile ruotare un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico utilizzando il dispositivo mostrato in Fig. 115, in cui un telaio con avvolgimento isolato è collegato alla rete tramite semianelli e spazzole conduttive, che consente di cambiare di mezzo giro la direzione della corrente nell'avvolgimento. Di conseguenza, il telaio ruota continuamente in una direzione.
4. Descrivere la struttura di un motore elettrico tecnico.
4. Un motore elettrico tecnico include un'armatura: si tratta di un cilindro di ferro con fessure lungo la superficie laterale in cui sono posizionate le spire di avvolgimento. L'armatura stessa ruota in un campo magnetico creato da un potente elettromagnete. L'albero motore, che corre lungo l'asse centrale del cilindro di ferro, è collegato ad un dispositivo che viene azionato dal motore per ruotare.
5. Dove vengono utilizzati? motori elettrici? Quali sono i vantaggi rispetto a quelli termici?
5. I motori DC hanno trovato particolarmente ampia applicazione nei trasporti (tram, filobus, locomotive elettriche), nell'industria (per il pompaggio dell'olio da un pozzo) nella vita di tutti i giorni (nei rasoi elettrici). I motori elettrici sono di dimensioni più ridotte rispetto a quelli termici, hanno un rendimento molto più elevato, inoltre non emettono gas, fumi e vapore, quindi sono più rispettosi dell'ambiente;
6. Chi e quando ha inventato il primo motore elettrico adatto applicazione pratica?
6. Il primo motore elettrico adatto all'uso pratico fu inventato dallo scienziato russo Boris Semenovich Jacobi nel 1834. Compito 11

1. Nella fig. 117 mostra uno schema di un dispositivo di misurazione elettrica. In esso, il telaio con l'avvolgimento nello stato disconnesso è mantenuto da molle in posizione orizzontale, mentre una freccia rigidamente collegata al telaio indica il valore zero della scala. L'intero telaio con il nucleo è posto tra i poli di un magnete permanente. Quando il dispositivo è collegato alla rete, la corrente nel telaio interagisce con il campo del magnete, il telaio con l'avvolgimento ruota e l'indice ruota lungo la scala, e in lati diversi, a seconda della direzione della corrente, e l'angolo dipende dall'intensità della corrente.

2. Nella fig. 118 è mostrato un dispositivo automatico per l'accensione della campana se la temperatura supera quella consentita. Si compone di due reti. Il primo contiene uno speciale termometro a mercurio, che serve a chiudere questo circuito quando il mercurio del termometro supera un valore prestabilito, una fonte di energia, un elettromagnete, la cui armatura chiude un secondo circuito, contenente, oltre all'armatura, una campana e una fonte di energia. Una macchina così automatica può essere utilizzata in serre e incubatrici, dove è molto importante garantire il mantenimento della temperatura richiesta.

Metro radiazione solare(luxmetro)

Per aiutare i lavoratori tecnici e scientifici, sono stati sviluppati molti strumenti di misurazione per garantire accuratezza, comodità ed efficienza del lavoro. Allo stesso tempo, per la maggior parte delle persone i nomi di questi dispositivi, e ancor di più il principio del loro funzionamento, spesso non sono familiari. In questo articolo ci siamo forma breve Riveliamo lo scopo degli strumenti di misura più comuni. Il sito web di uno dei fornitori di strumenti di misura ha condiviso con noi informazioni e immagini degli strumenti.

Analizzatore di spettroè un dispositivo di misurazione che serve ad osservare e misurare la distribuzione relativa dell'energia delle vibrazioni elettriche (elettromagnetiche) in una banda di frequenza.

Anemometro– un dispositivo progettato per misurare la velocità e il volume del flusso d'aria in una stanza. Un anemometro viene utilizzato per l'analisi sanitaria e igienica dei territori.

Balometro– dispositivo di misurazione per misurazione diretta flusso d'aria volumetrico su grandi griglie di ventilazione di mandata e di scarico.

Voltmetro- Questo è un dispositivo che misura la tensione.

Analizzatore di gas- un dispositivo di misurazione per determinare la composizione qualitativa e quantitativa delle miscele di gas. Ci sono analizzatori di gas azione manuale o automatico. Esempi di analizzatori di gas: rilevatore di perdite di freon, rilevatore di perdite di combustibili idrocarburici, analizzatore del numero di fuliggine, analizzatore di fumi, misuratore di ossigeno, misuratore di idrogeno.

Igrometroè un dispositivo di misurazione utilizzato per misurare e controllare l'umidità dell'aria.

Telemetro- un dispositivo che misura la distanza. Il telemetro consente anche di calcolare l'area e il volume di un oggetto.

Dosimetro– un dispositivo progettato per rilevare e misurare le radiazioni radioattive.

Misuratore RLC– strumento di misura radio utilizzato per determinare l'ammettenza circuito elettrico e parametri di impedenza. RLC nel nome c'è un'abbreviazione dei nomi dei circuiti degli elementi i cui parametri possono essere misurati da questo dispositivo: R - Resistenza, C - Capacità, L - Induttanza.

Misuratore di potenza– un dispositivo che viene utilizzato per misurare la potenza delle oscillazioni elettromagnetiche di generatori, amplificatori, trasmettitori radio e altri dispositivi che operano nelle gamme delle alte frequenze, delle microonde e dell'ottica. Tipologie di contatori: misuratori di potenza assorbita e misuratori di potenza trasmessa.

Misuratore di distorsione armonica– un dispositivo progettato per misurare il coefficiente di distorsione non lineare (distorsione armonica) dei segnali nei dispositivi radio.

Calibratore– una misura standard speciale utilizzata per la verifica, la calibrazione o la calibrazione degli strumenti di misurazione.

Ohmmetro o misuratore di resistenzaè un dispositivo utilizzato per misurare la resistenza corrente elettrica in ohm. Tipi di ohmmetri a seconda della sensibilità: megaohmmetri, gigaohmmetri, teraohmmetri, milliohmmetri, microohmmetri.

Pinze attuali- uno strumento progettato per misurare la quantità di corrente che scorre in un conduttore. Le pinze amperometriche consentono di effettuare misurazioni senza interrompere il circuito elettrico o interromperne il funzionamento.

Spessimetroè un dispositivo con il quale è possibile, con elevata precisione e senza compromettere l'integrità del rivestimento, misurarne lo spessore su una superficie metallica (ad esempio, uno strato di pittura o vernice, uno strato di ruggine, primer o qualsiasi altro materiale non rivestimento metallico applicato su una superficie metallica).

Luxmetroè un dispositivo per misurare il grado di illuminazione nella regione visibile dello spettro. I misuratori di luce sono strumenti digitali altamente sensibili come luxmetro, misuratore di luminosità, misuratore di impulsi, radiometro UV.

Manometro– un dispositivo che misura la pressione di liquidi e gas. Tipologie di manometri: tecnici generali, resistenti alla corrosione, misuratori di pressione, a contatto elettrico.

Multimetroè un voltmetro portatile che svolge più funzioni contemporaneamente. Il multimetro è progettato per misurare tensione CC e CA, corrente, resistenza, frequenza, temperatura e consente inoltre test di continuità e test dei diodi.

Oscilloscopioè un dispositivo di misurazione che consente di osservare e registrare, misurare i parametri di ampiezza e tempo di un segnale elettrico. Tipi di oscilloscopi: analogici e digitali, portatili e desktop

Pirometroè un dispositivo per la misurazione senza contatto della temperatura di un oggetto. Il principio di funzionamento del pirometro si basa sulla misurazione della potenza della radiazione termica dell'oggetto misurato nell'intervallo della radiazione infrarossa e luce visibile. La precisione della misurazione della temperatura a distanza dipende dalla risoluzione ottica.

Tachimetroè un dispositivo che permette di misurare la velocità di rotazione e il numero di giri dei meccanismi rotanti. Tipi di tachimetri: contatto e senza contatto.

Termocameraè un dispositivo progettato per osservare oggetti riscaldati dalla loro stessa radiazione termica. La termocamera consente la conversione radiazione infrarossa in segnali elettrici, che vengono poi, dopo l'amplificazione e l'elaborazione automatica, convertiti in un'immagine visibile di oggetti.

Termoigrometroè un dispositivo di misurazione che svolge contemporaneamente le funzioni di misurazione della temperatura e dell'umidità.

Rilevatore di difetti di lineaè un dispositivo di misurazione universale che consente di determinare la posizione e la direzione dei cavi e delle condotte metalliche sul terreno, nonché di determinare la posizione e la natura del loro danno.

misuratore di acidita `è un dispositivo di misurazione progettato per misurare l'indice di idrogeno (indicatore di pH).

Frequenzimetro– un dispositivo di misurazione per determinare la frequenza di un processo periodico o le frequenze delle componenti armoniche dello spettro del segnale.

Fonometro– un dispositivo per la misurazione delle vibrazioni sonore.

Tabella: unità di misura e designazioni di alcune quantità fisiche.

Hai notato un errore? Selezionalo e premi Ctrl+Invio

Dispositivi il cui scopo principale è misurare la dose di radiazioni (alfa, beta e gamma, tenendo conto dei raggi X) e quindi verificare la radioattività di oggetti sospetti.
Gli strumenti dosimetrici vengono utilizzati per determinare i livelli di radiazione nell'area, il grado di contaminazione degli indumenti, pelle esseri umani, cibo, acqua, foraggio, trasporti e altri vari articoli e oggetti, nonché per misurare le dosi di esposizione radioattiva alle persone quando si trovano su oggetti e aree contaminati da sostanze radioattive.

Vengono utilizzati per l'analisi chimica dell'aria, che fornisce informazioni sulla composizione qualitativa e quantitativa degli inquinanti e consente di prevedere il grado di inquinamento. I principali inquinanti interni comprendono oggetti interni, mobili, rivestimenti di pavimenti e soffitti, costruzioni e Materiali decorativi. L'analisi chimica dell'aria rivela indicatori come polvere, anidride solforosa, biossido di azoto, monossido di carbonio, fenolo, ammoniaca, acido cloridrico, formaldeide, benzene, toluene, ecc.

Dispositivi per la misurazione dell'indice di idrogeno (indicatore di pH). Studiare l'attività degli ioni idrogeno in soluzioni, acqua, prodotti alimentari e materie prime, oggetti ambiente e sistemi di produzione, anche in ambienti aggressivi.

Servire per valutare la qualità bevendo acqua. Mostra la quantità di impurità inorganiche sospese nell'acqua, principalmente sali di vari metalli. Nella vita di tutti i giorni vengono utilizzati per determinare la qualità dell'acqua del rubinetto, dell'acqua in bottiglia e anche per monitorare l'efficacia dei filtri per la purificazione dell'acqua.

Strumenti portatili progettati per misurare livelli sonori precisi. Il rumore è definito un inquinante ambientale. È dannoso quanto il fumo di tabacco, i gas di scarico o l’attività delle radiazioni. Il rumore può avere solo quattro tipi di sorgenti. Pertanto, viene solitamente suddiviso in: meccanico, idromeccanico, aerodinamico ed elettromagnetico. I dispositivi moderni sono in grado di determinare il livello di rumore di qualsiasi meccanismo: terra, acqua e persino linee di trasmissione elettrica. Il dispositivo ti consentirà di misurare oggettivamente il livello del volume del suono.

Strumenti portatili progettati per misurare il livello preciso di illuminazione creata da varie sorgenti luminose. La portata dei luxmetri è ampia, il che si spiega innanzitutto con la loro elevata sensibilità spettrale, che si avvicina alla sensibilità dell'occhio umano. Va ricordato che alcune fonti di illuminazione, alogene, fluorescenti e persino lampade a LED, dopo un certo periodo di funzionamento perdono una quantità significativa di flusso luminoso e l'illuminazione generale della stanza potrebbe deteriorarsi. Ciò non solo ridurrà l’acuità visiva di una persona, ma influenzerà anche la sua fatica. L'illuminazione dovrebbe essere monitorata costantemente.

Dispositivi progettati per la determinazione rapida della quantità di nitrati in verdure, frutta, carne e altri prodotti alimentari. Non molto tempo fa, per condurre tale ricerca era necessario un intero laboratorio, ma ora è possibile farlo utilizzando un dispositivo compatto.
I misuratori di nitrati portatili hanno guadagnato ampia popolarità grazie alla loro compattezza, basso costo e facilità d'uso. I nitrati sono presenti in molti fertilizzanti utilizzati attivamente agricoltura per aumentare i raccolti. Per questo motivo i nitrati si trovano spesso in concentrazioni significative nella frutta e nella verdura. Quando entrano nel corpo umano con il cibo, i nitrati grandi quantità, può causare avvelenamento da nitrati, vari disturbi e malattie croniche.
L'indicatore dei nitrati ti aiuterà a riconoscerlo in tempo prodotti pericolosi e proteggere dall'avvelenamento da nitrati.

Stampa

Sappiamo che i conduttori percorsi da corrente interagiscono tra loro con una certa forza (§ 37). Ciò è spiegato dal fatto che ciascun conduttore percorso da corrente è influenzato dal campo magnetico della corrente dell'altro conduttore.

Affatto un campo magnetico agisce con una certa forza su qualsiasi conduttore percorso da corrente situato in questo campo.

La Figura 117, a mostra un conduttore AB sospeso su fili flessibili collegati a una sorgente di corrente. Il conduttore AB è posto tra i poli di un magnete a forma di arco, cioè si trova in un campo magnetico. Quando il circuito elettrico è chiuso, il conduttore inizia a muoversi (Fig. 117, b).

Riso. 117. L'effetto di un campo magnetico su un conduttore percorso da corrente

La direzione del movimento del conduttore dipende dalla direzione della corrente al suo interno e dalla posizione dei poli del magnete. In questo caso la corrente è diretta da A a B e il conduttore ha deviato a sinistra. Quando la direzione della corrente viene invertita, il conduttore si sposterà verso destra. Allo stesso modo, il conduttore cambierà la direzione del movimento quando cambia la posizione dei poli magnetici.

La rotazione di un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico è di importanza pratica.

La Figura 118 mostra un dispositivo che può essere utilizzato per dimostrare tale movimento. In questo dispositivo, un telaio ABCD rettangolare leggero è montato su un asse verticale. Sul telaio è posato un avvolgimento costituito da diverse dozzine di spire di filo rivestito di isolamento. Le estremità dell'avvolgimento sono collegate ai semianelli metallici 2: un'estremità dell'avvolgimento è collegata ad un semianello, l'altra all'altro.

Riso. 118. Rotazione di un telaio con corrente in un campo magnetico

Ogni semianello viene premuto contro una piastra metallica - spazzola 1. Le spazzole servono a fornire corrente dalla sorgente al telaio. Una spazzola è sempre collegata al polo positivo della sorgente e l'altra al polo negativo.

Sappiamo che la corrente nel circuito è diretta dal polo positivo della sorgente al negativo, quindi nelle parti del telaio AB e DC ha direzione opposta, quindi queste parti del conduttore si muoveranno in direzioni opposte e il telaio ruoterà. Quando il telaio viene ruotato, i semianelli fissati alle sue estremità gireranno con esso e ciascuno verrà premuto contro l'altra spazzola, quindi la corrente nel telaio cambierà direzione in senso opposto. Ciò è necessario affinché il telaio continui a ruotare nella stessa direzione.

Nel dispositivo viene utilizzata la rotazione di una bobina con corrente in un campo magnetico motore elettrico.

Nei motori elettrici tecnici l'avvolgimento è costituito da elevato numero giri di filo. Queste spire sono posizionate in scanalature (asole) ricavate lungo la superficie laterale del cilindro di ferro. Questo cilindro è necessario per migliorare il campo magnetico. La Figura 119 mostra uno schema di tale dispositivo, si chiama ancoraggio del motore. Nel diagramma (è mostrato in una sezione perpendicolare), le spire del filo sono mostrate in cerchi.

Riso. 119. Schema dell'armatura del motore

Il campo magnetico in cui ruota l'armatura di tale motore è creato da un potente elettromagnete. L'elettromagnete viene alimentato con corrente dalla stessa sorgente di corrente dell'avvolgimento dell'indotto. L'albero motore, che corre lungo l'asse centrale del cilindro di ferro, è collegato ad un dispositivo che viene azionato dal motore per ruotare.

I motori a corrente continua hanno trovato applicazione particolarmente ampia nei trasporti (locomotive elettriche, tram, filobus).

Esistono motori elettrici speciali antiscintilla che vengono utilizzati nelle pompe per pompare il petrolio dai pozzi.

Nell'industria vengono utilizzati motori CA (che studierai alle scuole superiori).

I motori elettrici presentano numerosi vantaggi. A parità di potenza sono di dimensioni inferiori rispetto a motori termici. Durante il funzionamento non emettono gas, fumo o vapore, quindi non inquinano l'aria. Non hanno bisogno di rifornimento di carburante e acqua. I motori elettrici possono essere installati in un luogo conveniente: su una macchina, sotto il pavimento di un tram, sul carrello di una locomotiva elettrica. È possibile produrre un motore elettrico di qualsiasi potenza: da pochi watt (nei rasoi elettrici) a centinaia e migliaia di kilowatt (negli escavatori, laminatoi, navi).

Coefficiente azione utile potenti motori elettrici raggiunge il 98%. Nessun altro motore ha un'efficienza così elevata.

Jacobi Boris Semyonovich (1801-1874)
Fisico russo. Divenne famoso per la scoperta della galvanica. Costruì il primo motore elettrico e una macchina telegrafica che stampava lettere.

Uno dei primi motori elettrici al mondo adatti all'uso pratico fu inventato dallo scienziato russo Boris Semenovich Jacobi nel 1834.

Domande

Come dimostrare che un campo magnetico agisce su un conduttore percorso da corrente situato in questo campo?
Utilizzando la Figura 117, spiega cosa determina la direzione del movimento di un conduttore che trasporta corrente in un campo magnetico.
Quale dispositivo può essere utilizzato per ruotare un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico? Quale dispositivo nel telaio viene utilizzato per cambiare la direzione della corrente ogni mezzo giro?
Descrivere la struttura di un motore elettrico tecnico.
Dove vengono utilizzati i motori elettrici? Quali sono i vantaggi rispetto a quelli termici?
Chi e quando ha inventato il primo motore elettrico adatto all'uso pratico?