Номер 4, страница 173 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 48. Манометры. Вопросы - номер 4, страница 173.

Условие.

Решение.

Устройство трубчатого манометра

Трубчатый манометр, также известный как манометр Бурдона, — это механический прибор для измерения избыточного давления. Его конструкция включает в себя несколько ключевых элементов. Основным чувствительным элементом является трубка Бурдона — полая, согнутая по дуге окружности металлическая трубка, имеющая в поперечном сечении овальную или эллиптическую форму. Один её конец, неподвижный, впаян в держатель и через штуцер соединяется с источником измеряемого давления. Другой конец трубки герметично запаян и остается свободным (подвижным).

Движение свободного конца трубки передается на указательную стрелку через передаточный механизм. Этот механизм состоит из тяги, соединенной со свободным концом трубки, и зубчатого сектора. Сектор входит в зацепление с маленькой шестерней (трибкой), на оси которой жестко закреплена стрелка-указатель. Все эти компоненты размещаются внутри корпуса, лицевая сторона которого закрыта стеклом. На лицевой панели также расположена шкала, отградуированная в единицах давления (например, Паскалях, барах или атмосферах).

Ответ: Трубчатый манометр состоит из изогнутой полой трубки Бурдона (чувствительный элемент), передаточного механизма (тяга, зубчатый сектор, шестерня) и отсчетного устройства (шкала и стрелка), помещенных в корпус.

Принцип действия трубчатого манометра

Действие манометра основано на зависимости упругой деформации его чувствительного элемента от измеряемого давления. Когда газ или жидкость под давлением поступает внутрь трубки Бурдона, давление действует на её внутренние стенки. Из-за разницы в площади внешней и внутренней поверхности дуги трубки возникает сила, которая стремится выпрямить трубку. Кроме того, её эллиптическое сечение стремится стать круглым, что также способствует распрямлению.

В результате этого процесса свободный запаянный конец трубки совершает перемещение, величина которого пропорциональна величине приложенного давления. Это небольшое линейное перемещение через тягу передается на зубчатый сектор, заставляя его повернуться. Зубчатый сектор, в свою очередь, вращает сцепленную с ним шестерню, что приводит к значительному угловому повороту стрелки, закрепленной на той же оси. Стрелка движется вдоль шкалы и указывает значение измеренного давления. При снижении давления трубка Бурдона за счет своих упругих свойств возвращается в исходное положение, а стрелка — к нулевому значению.

Ответ: Принцип действия заключается в том, что под воздействием измеряемого давления изогнутая трубка Бурдона деформируется (распрямляется), вызывая перемещение ее свободного конца. Это перемещение через механическую передачу преобразуется во вращение стрелки, которая указывает величину давления на шкале.