Ζυγός Ρεύματος με Βαρίδια

Ζυγός Ρεύματος με Βαρίδια

Ο ζυγός ρεύματος με βαρίδια είναι ένα όργανο στο οποίο βρίσκει εφαρμογή ο νόμος Laplace.  Σύμφωνα με τον νόμο αυτό  ρευματοφόρος αγωγός κάθετος σε μαγνητικό πεδίο δέχεται δύναμη.

Η διάταξη περιλαμβάνει ένα σωληνοειδές πηνίο και ένα ζυγό ρεύματος.  Ο ζυγός αποτελείται από ένα παραλληλόγραμμο κομμάτι εποξικής πλακέτας πάνω στο οποίο είναι τυπωμένος ένας αγωγός.

Στην μέση της πλακέτας είναι κολλημένοι δύο μεταλλικοί αγωγοί. Οι αγωγοί αυτοί λειτουργούν ως άξονες στήριξης του ζυγού όταν αυτός ισορροπεί υπό την επίδραση του βάρους του.  Μέσω των αγωγών αυτών διοχετεύεται ρεύμα στον αγωγό του ζυγού.

Ο ζυγός ρεύματος στηρίζεται σε δύο επαφές τροφοδοσίας ρεύματος που εφάπτονται στο ένα άκρο του πηνίου. Ο μισός ζυγός ρεύματος ο οποίος περιλαμβάνει  και την αγώγιμη τυπωμένη διαδρομή είναι τοποθετημένος  στο εσωτερικό του πηνίου και ο άλλος μισός που δεν περιλαμβάνει αγώγιμη διαδρομή βρίσκεται εκτός πηνίου.

Ο ζυγός ρεύματος όταν δεν τροφοδοτείται με ρεύμα μπορεί να ρυθμιστεί με τα αντίβαρα  ακριβείας που διαθέτει στο κέντρο του έτσι ώστε να ισορροπεί.

Όταν το πηνίο διαρρέεται από ρεύμα το μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του,  θεωρείται ομογενές και παράλληλο με τον άξονά του.

Τρόπος λειτουργίας

Το κομμάτι του αγωγού που αντιστοιχεί στη στενή πλευρά  του ζυγού ρεύματος έχει θέση κάθετη προς το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται στο εσωτερικό του πηνίου όταν αυτό διαρρέεται από ρεύμα. Εάν ταυτόχρονα διαρρέεται από ρεύμα και ο αγωγός του ζυγού, αναπτύσσεται στον αγωγό η δύναμη Laplace η οποία ανατρέπει την ισορροπία του.

Η δύναμη που αναπτύσσεται μπορεί να μετρηθεί ισορροπώντας τον ζυγό ρεύματος στην οριζόντια θέση µε την προσθήκη κατάλληλου αριθμού βαριδίων.

Συνήθως συνδέουμε και τροφοδοτούμε πηνίο και ζυγό σε σειρά.  Για διάφορες τιμές ρεύματος   δημιουργούμε ζεύγη τιμών έντασης και αντίστοιχης δύναμης Laplace. Από τα ζεύγη αυτά μπορούμε να υπολογίσουμε την ένταση του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του πηνίου αλλά και την σταθερά k του σωληνοειδούς (B=k*I)

Τεχνικά χαρακτηριστικά

Περιελίξεις πηνίου 624 (6 στρώματα από 104 συστροφές)

Μήκος πηνίου 14,5cm

Μέση ακτίνα πηνίου 2,65cm

Ενεργό Μήκος αγωγού στο ζυγό 2,5cm

Μάζα βαριδίων 7mg