24. Spiegelgalvanometer
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Versuch 24

24. Versuch wird gegenwärtig nicht mehr durchgeführt

Spiegelgalvanometer

Zubehör:

1 Spiegelgalvanometer der Firma Leybold
mit Lampe, Transformator und Skala
1 Stoppuhr
1 Akkumulator
1 Voltmeter
1 Morsetaster
Präzisionswiderstände
Kondensatoren

Aufgaben:

  1. Man bestimme den äußeren Grenzwiderstand Rg des Galvanometers, indem man, vom Schwingfall herkommend, durch Schrittweise Erhöhung der Dämpfung den Grenzfall ermittelt. Man trage die zeitabhängigen Auslenkungen at(t) des Lichtzeigers für einen Schwingfall, für den Grenzfall und für einen Kriechfall in reduzierter Form (d.h. auf den Anfangsausschlag bezogen) in ein gemeinsames Schaubild ein.
  2. Man bestimme den äußeren Grenzwiderstand des Galvanometers grafisch mittels der zur Ordinate parallelen Asymptote der Abhängigkeit ? = ?(Ra) des Logarithmischen Dekrements vom äußeren Widerstand Ra des Galvanometerkreises.
  3. Man bestimme den inneren Widerstand Ri des Galvanometers

a) nach der Methode der Ausschlagshalbierung

b) grafisch aus der Abhängigkeit

 

wobei a(R) den Ruheausschlag in Abhängigkeit vom regelbaren Widerstand R bei vorgegebener Spannungsteilerschaltung bedeutet (siehe Schaltbild).

wpe00682.gif (6970 Byte)

4. Man bestimme grafisch die auf einen Skalenabstand von 1000mm bezogene Stromempfindlichkeit des Galvanometers, ebenfalls unter Benutzung der Beziehungen (1). Die Stromempfindlichkeit C ist definiert durch die Gleichung

(2) a(I) = CII

wobei I die Stromstärke im Galvanometer bedeutet. CI sollte bei nicht allzu großen Ausschlägen unabhängig von I sein.

5. Man eiche das Instrument als ballistisches Galvanometer und bestimme die ballistische Empfindlichkeit Cb, die vom jeweiligen Dämpfungswiderstand abhängt, für

a) den aperiodischen Grenzzustand,

b) den dämpfungsfreien (genauer auf Luftdämpfung reduzierten) Zustand.

Cb ist definiert durch die Gleichung

 

wo am den Maximalausschlag, Q die durch das Instrument fliessende Ladungsmenge und


einen Dämpfungsparameter bedeuten.

Es gelten die Beziehungen

a) C = CI (2p/To) für den dämpfungsfreien Fall,

b) Cb = CI exp(2p/To) für den aperiodischen Grenzfall,

deren Gültigkeit man anhand des Ergebnisses von Aufgabe 4) prüfe.

Es sind To die auf den ungedämpften Zustand umgerechnete Schwingungsdauer und e die Basis des natürlichen Logarithmus.

Literatur:

W.H.Westphal; Physikalisches Grundpraktikum
F.X.Eder; Moderne Meßmethoden der Physik Teil 3

Stichworte zur Vorbereitung:

Kräfte auf Leiter im Magnetfeld
Induktion Gedämpfte Schwingung
Spiegelgalvanometer
andere Strom und Spannungsmessgeräte
Grenzen der Empfindlichkeiten
 

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(c) Experimentelle Physik, Universität Ulm 04. Dezember 2001
V.i.S.d.P.: Othmar Marti, Experimentelle Physik, Universität Ulm
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