🧭

Lab 135 — แกลแวนอมิเตอร์ (3D)

Moving-coil Galvanometer — ป้อนกระแสแล้วอ่านมุมเข็ม หาค่าคงตัวสปริง เปรียบเทียบขั้วแม่เหล็กโค้งกับขั้วเรียบ แล้วดัดแปลงเป็นแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์

3D · three.js KP Science simulation
ต่อเป็น
N
แม่เหล็ก
สปริง
ขั้ว
⚠️ โหลดไลบรารี 3D (three.js) ไม่สำเร็จ — ต้องเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต
โหมดการทดลอง
🧭 ตอนนี้ต้องทำอะไร
❓ ผลการทาย
📋 ตารางบันทึกผล
📈 กราฟ
🎯 หาค่าคงตัวสปริงและตัวต้านทานดัดแปลง
k =×10⁻⁵ N·m/rad
Rs =Ω
Rm =Ω
k = NAB ÷ ความชันของกราฟ θ (rad) กับ I · Rs ทำให้เต็มสเกลที่ 10 mA · Rm ทำให้เต็มสเกลที่ 5 V

วัตถุประสงค์

อุปกรณ์

วิธีการทดลอง

  1. ทายผล แล้วเลื่อน I ดูเข็ม ลองลากเข็มแล้วปล่อย และเปลี่ยนโครงอะลูมิเนียม ดูการแกว่ง
  2. ใช้ขั้วโค้ง เปลี่ยน I อย่างน้อย 5 ค่า กด 📝 บันทึกผล อ่านมุมจากสเกลแล้วพิมพ์ลงตาราง
  3. เปลี่ยน N, B และสปริง ดูว่าความไวเปลี่ยนอย่างไร แล้วหา k
  4. เลือกขั้วเรียบ แล้วบันทึกซ้ำ ดูว่ากราฟยังเป็นเส้นตรงหรือไม่
  5. เลือกต่อเป็นแอมมิเตอร์ คำนวณ Rs ที่ทำให้เต็มสเกลที่ 10 mA แล้วตรวจ
  6. เลือกต่อเป็นโวลต์มิเตอร์ คำนวณ Rm ที่ทำให้เต็มสเกลที่ 5 V แล้วตรวจ
⚠️ เมื่อทำจริง แกลแวนอมิเตอร์ทนกระแสได้น้อย ต้องต่อตัวต้านทานก่อนเสมอ และห้ามต่อตรงกับแหล่งจ่าย

คำถามท้ายการทดลอง

  1. เมื่อเข็มหยุดนิ่ง โมเมนต์ใดสมดุลกัน
  2. เหตุใดขั้วโค้งกับแกนเหล็กจึงทำให้สเกลแบ่งเท่ากัน
  3. เหตุใดแอมมิเตอร์ต้องมีความต้านทานน้อย แต่โวลต์มิเตอร์ต้องมีความต้านทานมาก
  4. โครงอะลูมิเนียมทำให้เข็มหยุดเร็วขึ้นได้อย่างไร

1. โมเมนต์ของแรงคู่ควบบนขดลวด

ขั้วโค้งกับแกนเหล็กทำให้สนามมีทิศตามแนวรัศมี ด้านของขดลวดตั้งฉากกับสนามทุกมุม

τ = N I A B

2. สมดุลกับสปริง

N I A B = k θ ⇒ θ = (N A B / k) I

ความไวเพิ่มเมื่อ N, A, B เพิ่ม หรือ k ลด ถ้าใช้ขั้วเรียบ τ = N I A B cos θ มุมจึงไม่แปรผันตรงกับกระแส

3. การดัดแปลง

แอมมิเตอร์: Rs = Ig Rg / (I − Ig)
โวลต์มิเตอร์: Rm = V / Ig − Rg

Ig คือกระแสเต็มสเกล และ Rg คือความต้านทานขดลวด

4. การหน่วง

โครงอะลูมิเนียมที่หมุนในสนามเกิดกระแสวน ซึ่งต้านการหมุนตามกฎของเลนซ์ เข็มจึงหยุดเร็วขึ้น

🔍 ค่าสนาม ค่าคงตัวสปริง ความเฉื่อย และการหน่วงเป็นค่าที่ตั้งไว้ในแลป เข็มเต็มสเกลที่ ±50° และชนจุดหยุด