> Техника, страница 88 > Унифилярный подвес

Унифилярный подвес

Унифилярный подвес, унифиляр, однонитные крутильныевесы, горизонтальный маятник АВ (фигура 1), подвешенный на упругой нити так, что его центр тяжести О совпадает с направлением нити подвеса (смотрите Бифиляр-ный подвес). У. п. часто применяется, являясь общепринятым способом подвеса подвижных систем в чувствительных измерительных приборах разных типов (в зеркальных электрометрах и гальванометрах, в электродинамометрах и т. д.). Приборы, снабженные У. п., могут применяться к измерению сил, лежащих в горизонтальной плоскости;если же сила имеет иное направление, то вращение унифидяра будет вызываться горизонтальной составляющей силы. Если на конце упругой нити или проволоки находится горизонтальный рычаг АВ (фигура 2), к концам которого приложена пара сил ff, то система поворачивается на некоторый угол φ, величина которого при прочих равных условиях определяется упругими силами нити. Для очень тонких и длинных нитей и проволок между моментом М действующей пары и углом кручения φ сохраняется строгая пропорциональность в очень широких пределах, до углов в тысячу и более градусов, то есть до нескольких полных оборотов. Т. о.

М=С<р, (1)

Фигура 2.

где С—коэф. пропорциональности, физич. значение которого определяется законами кручения (смотрите Динамометры), а именно: С—пропорционален модулю упругости при сдвиге материала нити, четвертой степени ее диаметра и обратно пропорционален ее длине. Отсюда следует, что для повышения чувствительности У. п. следует пользоваться возможно тонкими нитями иди проволоками. Для измерения угла кручения φ обычно применяют способ зеркала и шкалы (смотрите Гальванометр), иногда крутильную головку; в последнем случае верхний конец нити прикрепляется в центре горизонтального барабана с делениями, который укреплен в оправе и может вращаться при помощи бесконечного винта. Если под действием пары сил система отклонилась на некоторый угол, то, вращая барабан в обратном направлении, можно привести ее в начальное положение и по отсчетам на барабане определить угол кручения.

Система, закрученная на нек-рый угол и затем предоставленная самой себе, приходит в колебательное движение, законы которого на основании ф-лы (1) вполне соответствуют законам колебания маятника (смотрите) при малых амплитудах, с той лишь разницей, что здесь эти законы остаются справедливыми и при больших значениях φ, иными словами, крутильные колебания У. п. являются строго изохронными независимо от величины размаха в тех пределах, где формула (1) сохраняет свое значение. Для периода Т крутильных колебаний У. и. по аналогии с маятником имеем где К—момент инерции стержня АВ относительно оси вращения. Из этой ф-лы находим

С~- (2)

Ф-ла (2) дает возможность, измеряя Т, вычислить величину С, если пользоваться телом с известным моментом инерции К. Если для данного У. п. коэф. С найден, то, измеряя период колебания У. п. при различных телах на его конце, можно определять числовые значения их моментов инерции. В ф-лах (1) и (2)не приняты во внимание <°-ные влияния, которые зависят от термич. коэф-та модуля сдвига; поэтому все абсолютные измерения с У. и. должны отвечать определенной (°.

В качестве материала для проволок при У. п. применяются серебро, платина, сталь. Применение серебра объясняется его малым удельным сопротивлением, что имеет значение, если проволока унифиляриого подвеса одновременно служит для подводки тока, наир, в гальванометрах; платина применяется вследствие возможности вытягивать из нее тончайшие проволочки 0<1μ (Волластоновы проволоки). Кроме металлич. проволок для У. п. применяются очень часто нити из изоляционных материалов (почти исключительно из плавленого кварца); они отличаются практически полным отсутствием упругого последействия. Нити из натурального шелка и стекла в настоящее время ПОЧТИ совершенно оставлены. К. Яковлев.

Лит.: см. Бифилярный подвес.