Что такое колумбик: Чем отличается штангенциркуль от колумбуса?

alexxlab | 01.03.1985 | 0 | Разное

Содержание

Чем отличается штангенциркуль от колумбуса?

Чем отличается колумбик от штангенциркуля

Штангенциркуль или колумбик?

Многие из вас на производстве при измерении деталей столкнулись наверное с самым (по моему) популярным видом измерительного инструмента — штангенциркулем или как часто его называют бывалые работники колумбик. Честно я вам скажу когда я пришел на завод в 2004 году я часто слышал как его так называют да и сам стал произносить это название, чтобы не выглядеть неучем среди опытных коллег ИТР 🙂 .

Шли годы и так ни кто и не спросил — А ПОЧЕМУ КОЛУМБИК????

Мне стало интересно узнать про чудное даже немного заморское название штангенциркуля и вот, что я выяснил, оказывается штангенциркуль стал называться колумбиком потому, что в советское время основным поставщиком данного мерителя была американская фирма COLUMBUS вот название и прилипло :).

А еще интересно то, что в авиационной промышленности штангенциркули называли МАУЗЕР, как вы уже догадались это и был поставщик туда измерительного инструмента.

Ну думаю было познавательно и интересно. Ну да ладно отвлеклись немного на историю 🙂 Теперь по теме.

Как устроен штангенциркуль, он же колумбик, все в этом видео:

Как пользоваться штангенциркулем.

Чтобы понять как пользоваться штангенциркулем обратим внимание на рисунок выше. На нем мы видим две шкалы я специально обозначил их разными цветами шкалу штанги салатовым цветом, а шкалу рамки которая по ней перемещается голубым. Если мы видим такую картину то это значит, что измеренная деталь равна 42,7 мм. Как я определил???

Да очень просто. Видите риска рамки под которой находится «0» стоит дальше 42 мм (забыл сказать цена деления штанги 1 мм) но в тоже время не доходит до 43 мм. Это значит наш реальный размер находится между 42 и 43 мм.

Теперь смотрим на шкалу рамки (нониус) его размер от «0» до окончания 19 мм которые разделены на равные 10 частей. Получается цена деления равна 1,9 мм (но по этому поводу не заворачивайтесь 🙂 ). Я и для того пишу этот пост, чтобы все было предельно ясно. И так, целое число миллиметров мы знаем, а для определения дробной части обратите внимание какая риска шкалы рамки штангенциркуля совпадает с рисской штанги.

Как отчетливо видно с рисунка это риска под номером «7» если посчитать от нулевой риски нониуса и это говорит о том, что размер который вы измерили штангенциркулем равен 42 целых и 7 десятых миллиметра. Вот и все 🙂 По моему уже проще объяснить не удастся 🙂 . Да и вроде и так понятно.

Схемы измерения деталей штангенциркулем.

При контроле деталей необходимо правильно держать штангенциркуль для получения наиболее точных результатов. И от того на сколько вы овладеете данным искусством будет зависеть как вы будете измерять детали и получать достоверные данные о качестве получаемой заготовки. Мы рассмотрим четыре наиболее часто применяемые схемы измерения деталей штангенциркулем. На самом деле их намного больше но это как говорится классика жанра.

1. Измерение валов штангенциркулем.

И так как мы видим из предоставленной схемы мы видим, что при помощи штангенциркуля можно измерять наружный диаметр вала и его общую длину.Сразу поясню, линия измерения это прямая между двумя точками касания измеряемой заготовки с губками колумбика. Когда проводите измерение деталей штангенциркулем сконцентрируйтесь и будьте внимательны.

Линия измерения 1 — показывает как необходимо установить штангенциркуль для корректного измерения диаметра вала. То есть линия измерения должна быть перпендикулярна оси измеряемого вала. Хотя в принципе если вы все делаете аккуратно то все получится без особых усилий.

Линия измерения 2 — при таком виде контролируется длина вала. Линия измерения параллельна оси заготовки но в тоже время перпендикулярна губкам штангенциркуля.

2. Измерение внутреннего отверстия штангенциркулем.

При таком измерении губки штангенциркуля (специально для этого предназначенные) вставляются в отверстия таким образом, чтобы линия измерения проходила через центр отверстия и в тоже время была перпендикулярна его оси. Вроде ясно, а то как то круто загнул 🙂 .

3. Измерение деталей штангенциркулем, внутренних прямолинейных поверхностей.

При измерение внутренних прямолинейных поверхностей необходимо вставить губки колумбика таким образом, чтобы угол между линией измерения и поверхностью заготовки был равен 90 градусов. Если же вы при измерении будете держать колумбик с перекосом, то не получите достоверных результатов. По этому я рекомендую проводить измерения несколько раз, дабы исключить возможные ошибки.

4.Измерение глубины линейкой глубиномера штангенциркуля.

При таком измерении необходимо установить ваш штангенциркуль таким образом, чтобы линейка глубиномера была строго перпендикулярна двум поверхностям между которыми измеряется расстояние. Можно сказать, что для измерения глубины различных деталей штангенциркуль подходит не совсем идеально и есть другие приборы более точные.

Подробная видео инструкция как пользоваться штангенциркулем (Советую к просмотру):

Пожалуй на сегодня хватит информации :). Подытожим сегодня мы с вами поговорили про измерение деталей штангенциркулем в условиях производства и я надеюсь, что моя статья поможет вам в самообразовании и вы поняли, что проводить измерение деталей штангенциркулем не так уж и сложно. Ожидайте новых постов. ПОКА ДРУЗЬЯ!!!

С вами был Андрей !

Источник: http://mextexnologii.ru/metrologiya-i-izmereniya/izmerenie-detalej-shtangencirkulem/

Штангенциркули история – МИКРОТЕХ®

     Штангенциркуль ( нем Messschieber, англ Caliper ) наверное самый популярный измерительный инструмент известный практический каждому из нас с детства. Простота и удобство в использовании сделали его действительно незаменимым на производстве и в доме. Сегодня невозможно представить заводской цех без штангенциркуля лежащего возле станка.

      Первые штангенциркули появились в начале 17 века и  были деревянными, но их точность была не очень высокая, индустриализация требовала точных измерений и со временем уже в конце 18 века  в Англии появляются металлические штангенциркули, которые так же содержали вспомогательную шкалу нониуса что резко увеличило точность измерения. Название «нониус» это приспособление получило в честь португальского математика П. Нуниша (1502—1578), который изобрёл прибор другой конструкции, но использующий тот же принцип. Первое серийное производство штангенциркулей было налажено в США изобретателем Джозефом Брауном 1850 г. в компании Brown and Sharpe это был первый инструмент для конкретных измерений который можно было купить за деньги и который был доступен простому работнику. Компания Brown and Sharpe до сих пор выпускает измерительный инструмент вот уже на протяжении более чем 150 лет.

     Разновидность штангенциркуля, оснащённая глубиномером, на профессиональном сленге называется «Колумбус» или «Колумбик». Это название произошло от «Columbus» — производителя измерительного инструмента, такой штангенциркуль массово поставлялся в СССР под этой маркой.

     Штангенциркули, которые выпускаются в данное время принципиально имеют ту же конструкцию. Безусловно, по качеству и сроку службы на порядок выше выпускаемых в начале середине 19 века. Сегодняшние штангенциркули стали узкоспециализированными для конкретных задач по измерению, что дает возможность на производстве произвести более точное измерение таких деталей, измерение которых раньше было или затруднено или просто невозможно.

     Самые массовые механические штангенциркули ШЦ-I, поистине самый надежный и незаменимый измерительный инструмент. В данное время популярностью пользуются штангенциркули с индикаторами устройствами ШЦК- штангенциркуль с отсчетом по круговой шкале а также ШЦЦ- штангенциркуль с цифровым отсчетным устройством. Просто и быстро можно получить результат измерений на цифровом дисплее, так же возможно подключение к компьютеру. К специализированным штангенциркулям можно отнести

Штангенциркули трубные ШЦЦТ – применяются для измерения наружных размеров вогнутых или выпуклых поверхностей деталей, стенок, труб и т.д.

Штангенциркули для тормозных дисков ШЦЦД – предназначены для измерения толщины тормозных дисков автомобилей. Длина вылета губок штангенциркуля до 70 мм. Незаменимый инструмент на современном СТО. Быстро оперативно и точно определить толщину тормозного диска что значительно сокращает время принятия решений по его замене.

Штангенциркули ювелирные ШЦЦЮ   – позволяют измерять  диаметр ювелирных изделий, камней, колец,

Штангенциркули протекторные ШЦЦП- предназначены для измерения глубины протектора шин автомобилей и спец техники, компактный размер делает его удобным для применения в полевых условиях и на СТО.

⚙ Что такое штангенциркуль и как им пользоваться правильно?

Как правильно пользоваться штангенциркулем: что это такое и для чего нужен инструмент. Из чего состоит. Виды штангенциркулей: нониусный, циферблатный, электронный. Как правильно работать штангенциркулем. Что такое разметочные операции и как они проводятся. Из-за чего могут возникать ошибки в расчетах.

Измеряем штангенциркулем правильно

Для точных работ по металлу, при проектировании различного рода самодельных конструкций не обойтись без точных измерений. Самым удобным инструментом для определения линейных размеров с достаточной точностью является штангенциркуль. Они производятся на специализированных инструментальных заводах (по ГОСТ 166-89) при тщательном соблюдении технологии, а потому надёжны и непритязательны в обращении.

Измерение штангенциркулем

Что такое штангенциркуль и для чего он нужен

Из-за своей простоты и лёгкости применения данный инструмент довольно распространен в быту. Им можно измерить диаметр сверла, узнать глубину выемки в стене для выбора самореза, измерить любую деталь при ремонте и изготовлении оборудования. Несмотря на достаточно простое устройство, точность штангенциркуля достаточно высока, а погрешности при правильной работе и уходе исключена.

При помощи данного механизма удаётся получить размеры любого предмета, причём, снятые как с его внешней, так и с внутренней сторон

Интересно, что прибор практически не менялся многие десятилетия , и его механические аналоги до сих пор пользуются популярностью. Кстати, если вы сомневаетесь в точности прибора, — зря! У некоторых моделей штангенциркулей имеется возможность измерения деталей вплоть до сотых тысячных миллиметров.

Определения шага резьбы болта:

Приложите линейку в резьбовой части болта. Если ее миллиметровые деления совпадают с вершинами нитей, то у вас без сомнения шаг 1 мм. Если нет, то посчитайте количество витков n на определенном отрезке длины L. Первую нитку в расчет не берите, так как от нее происходит отсчет, и она является нулевой.

Количество витков на 2 смШаг резьбы, мм
92,5
112,0
121,75
141,5
171,25
211,0
260,8
290,7


Длину взятого отрезка в миллиметрах разделите на количество витков и получите шаг P.

P= L/(n-1) = 20 мм / (17-1) витков = 1.25 мм

Как измерить глубину и удаленность уступа

Замеряя глубину, сторона торца штангенциркуля находящаяся со стороны выреза на глубиномере, прижимается к ближней поверхности образующей длину уступа.


Вырез на глубиномере

Одно из назначений выреза на глубиномере, обходить радиусы, оставленные режущим инструментом на вершинах углов уступов. Штанга инструмента должна быть параллельна линии размера одновременно боковой поверхностью и ребром.


Правильное снятие размера

Размеры снятые глубиномером не отличаются стабильностью, из-за того что в большинстве случаев, правильная установка штанги контролируется только визуально.

Поэтому лучше сделать несколько замеров и за правильный результат принять наименьшую его величину. В какой-то степени правильные установки штангенциркуля будет способствовать прижим глубиномера к поверхности, которая параллельна линии измеряемой глубины.


Поджим глубиномера

Измеряя большие длины, нужно следить, чтобы не было изгибов глубиномера, и помогать в сохранении его прямолинейности.

Чтобы узнать глубину радиальной канавки, штанга и глубиномер устанавливаются параллельно в 2 плоскостях и симметрично линии диаметра цилиндра.

Замеряем глубину радиальной канавки

Для более точных и стабильных измерений глубин, применяется специальный штанговый инструмент штангенглубиномер.

Из чего состоит штангенциркуль

Основными составляющими штангенциркуля являются измерительная шкала и дополнительный элемент в виде нониуса. С его помощью удается отсчитать доли деления. Рассмотрим прибор внимательно.

В составе обычного штангенциркуля присутствуют элементы в виде:

  • штанг и подвижных частиц;
  • измерительной шкалы;
  • губки, с помощью которой проводятся внутренние измерения;
  • губки, которая позволяет проводить внешние измерения;
  • глубинометрической линейки;
  • нониуса;
  • зажимного механизма.
Схема штангенциркуля

Как видно из рисунка, главным измерительным элементом прибора является линейка, она выполняет роль штанги. Чаще всего её размер составляет 15 см. С одной стороны линейки расположены специальные зажимы, в виде губок.

Различают два варианта губок: внешние – 2, внутренние – 1

С помощью первых удается измерить геометрическую внутреннюю длину, а вторые помогают измерить предмет снаружи. Для повышения точности снятия мерок на раме имеется специальный винт, позволяющий фиксировать результаты замеров.

Нониусный штангенциркуль

Именно такой штангенциркуль чаще всего можно найти в домашней мастерской. Это самый простой механический прибор, который, однако, обеспечивать высокую точность измерений.

Нониус – это дополнительная шкала для расчётов, которая позволяет измерять доли миллиметра, каждый шаг деления составляет 0,19 мм

Циферблатный штангенциркуль и его цифровые вариации

Для того чтобы упростить процесс измерения и легко снимать показания, в электронной версии штангенциркуля нониус заменяется циферблатным механизмом. Здесь не нужно присматриваться и высчитывать показания. Всё для вас сделает электроника. Вам останется только посмотреть на данные и записать их.

Электронный штангенциркуль используется для более точных и быстрых вычислений, к примеру, специалистами для отбраковки деталей

В свою очередь цифровой штангенциркуль может проводить самостоятельные измерения, необходимо лишь зафиксировать прибор в нужном положении.

Как работать штангенциркулем

Главное – правильно подготовить прибор к работе: удалить с детали, а также инструмента лишнюю пыль и загрязнения.

Важно! Перед любыми манипуляциями с прибором, выставите нулевой уровень. Для этого сведите губки друг с другом и сверьте значения. Между губками не должно быть просвета.

Инструмент помещается в рабочую руку. Если вы правша – в правую, если левша, соответственно, в левую. Деталь – в противоположную. Для того чтобы измерить наружный размер детали, достаточно развести внешние губки прибора и поместить между ними измеряемую деталь. Губки должны полностью прижиматься к детали, но не стоит прилагать излишние усилия, слишком мягкий металл может погнуться, а значит, измерения могут быть неточными.

Необходимо зафиксировать положение меток с помощью прижимного винта

После того, как подвижная часть штангенциркуля зафиксирована, отложите прибор на стол, чтобы зафиксировать результаты измерений.

Циферблатный штангенциркуль

В этом случае принцип действия ничем не отличается от механического штангенциркуля. Единственное отличие, что здесь, вместо нониусный шкалы, используется циферблат.

Доли определяются по индикатору: номер деления, на котором остановилась стрелка, умножают на его цену

Как правильно пользоваться штангенциркулем пошаговая инструкция

После проверки инструмента на исправность, можно приступать к проведению измерений. Также рекомендуется перед началом проведения работ убедиться в том, что величина погрешности инструмента является допустимой, в противном случае, понадобится прибор с большей точностью.

Это интересно! Величина погрешности указывается на самом приборе. Если это механический инструмент, то величина погрешности указывается на подвижной рамке (обычно эта величина составляет 0,05 мм или 0,1 мм). Для циферблатных и цифровых устройств величина погрешности незначительная.

Как измерять трубу большого диаметра

Губки штангенциркуля с диапазоном измерений от 0 до 125 мм имеют длину 40 мм и поэтому позволяют измерять трубы с внешним диаметром до 80 мм. В случае необходимости измерять трубу большего диаметра или при отсутствии под рукой штангенциркуля можно воспользоваться народным способом. Обвить трубу по окружности одним витком не растягивающейся нитки или проволоки, измерять длину этого витка с помощью простой линейки, а затем разделить полученный результат на число Π=3,14.

Онлайн калькулятор для расчета диаметра трубы по ее окружности
Суммарная длина намотки, мм:
Количество витков:

Не смотря на простоту, такой способ измерения диаметра трубы позволяет обеспечить точность 0,5 мм, что для домашнего мастера вполне достаточно. Для более точного измерения нужно намотать больше витков.

Как штангенциркулем проводят разметочные операции

Механический штангенциркуль позволяет справиться с целым рядом операций. В том числе провести разметку крепления любой детали или элемента. Разметка выполняется заостренной стороной губок. Для этого необходимо сравнить реальную деталь со схемой или макетом.

Разметка штангенциркулем

Почему возникают ошибки при измерениях

Ошибки чаще всего возникают из-за неровного положения измеряемой детали относительно губок прибора. Очень часто неопытные мастера пытаются проводить измерения внутреннего диаметра внешними губами и наоборот. Эти проблемы решаются просто – навыками и опытом работы.

Важно! Перед началом измерений не забудьте откалибровать штангенциркуль. На электронном инструменте предусмотрена специальная кнопка – «zero», или ноль.

В механическом просто ослабьте винты и сведите прибор в исходное положение и снова закрепите

Некоторые ошибки могут возникнуть из-за физического износа прибора – искривления его рамки или потери винта. В этом случае произвести какие-либо точные измерения не представляется возможным.

Штангенциркуль или колумбик?

Многие из вас на производстве при измерении деталей столкнулись наверное с самым (по моему) популярным видом измерительного инструмента — штангенциркулем или как часто его называют бывалые работники колумбик. Честно я вам скажу когда я пришел на завод в 2004 году я часто слышал как его так называют да и сам стал произносить это название, чтобы не выглядеть неучем среди опытных коллег ИТР

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Как правильно настроить циркуль

Определение показаний по нониусу

Для определения показаний штангенциркуля необходимо сложить значения его основной и вспомогательной шкалы.

  1. Количество целых миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо. Указателем служит нулевой штрих нониуса.
  2. Для отсчета долей миллиметра необходимо найти тот штрих нониуса, который наиболее точно совпадает с одним из штрихов основной шкалы. После этого нужно умножить порядковый номер найденного штриха нониуса (не считая нулевого) на цену деления его шкалы.

Результат измерения равен сумме двух величин: числа целых миллиметров и долей мм. Если нулевой штрих нониуса точно совпал с одним из штрихов основной шкалы, полученный размер выражается целым числом.

На рисунке выше представлены показания штангенциркуля ШЦ-1. В первом случае они составляют: 3 + 0,3 = 3,3 мм, а во втором — 36 + 0,8 = 36,8 мм.

Нониус с ценой деления 0,05 мм

Шкала прибора с ценой деления 0,05 мм представлена ниже. Для примера приведены два различных показания. Первое составляет 6 мм + 0,45 мм = 6,45 мм, второе — 1 мм + 0,65 мм = 1,65 мм.

Аналогично первому примеру необходимо найти штрихи нониуса и штанги, которые точно совпадают друг с другом. На рисунке они выделены зеленым и черным цветом соответственно.



Штангенциркуль ШЦ с отсчетом по нониусу ГОСТ 166-89, ТУ 26.51.33-001-04567838-2018

Тип ШЦ-I – с двусторонним расположением губок, для измерения наружных и внутренних размеров и для разметки. Штангенциркули ШЦ-I снабжены глубиномером для измерения глубин и уступов.

Тип ШЦ-II – с двусторонним расположением губок, для измерения наружных и внутренних размеров и для разметки.

Тип ШЦ-III – с односторонним расположением губок, для измерения наружных и внутренних размеров.

Обозначение штангенциркуля 2-го типа c диапазоном измерения 0-250, цена деления 0,05 при заказе: ШЦ-II-250-0,05

Технические характеристики:

Модификация штангенциркуляДиапазон измерений наружных размеров, ммЗначение отсчета по нониусу, ммРазмер сдвинутых до соприкосновения губок с цилиндрическими поверхностями, (g) мм
ШЦ-I-125от 0 до 1250,02; 0,05; 0,1
ШЦ-I-135от 0 до 1350,02; 0,05; 0,1
ШЦ-I-150от 0 до 1500,02; 0,05; 0,1
ШЦ-I-160от 0 до 1600,02; 0,05; 0,1
ШЦ-I-200от 0 до 2000,02; 0,05; 0,1
ШЦ-I-250от 0 до 2500,02; 0,05; 0,1
ШЦ-I-300от 0 до 3000,02; 0,05; 0,1
ШЦ-II-160от 0 до 1600,02; 0,05; 0,110
ШЦ-II-200от 0 до 2000,02; 0,05; 0,110
ШЦ-II-250от 0 до 2500,02; 0,05; 0,110
ШЦ-II-300от 0 до 3000,02; 0,05; 0,110
ШЦ-II-400от 0 до 4000,02; 0,05; 0,110; 20
ШЦ-II-500от 0 до 5000,02; 0,05; 0,110; 20
ШЦ-II-600от 0 до 6000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-II-800от 0 до 8000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-II-1000от 0 до 10000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-II-1250от 0 до 12500,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-II-1500от 0 до 15000,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-II-1600от 0 до 16000,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-II-2000от 0 до 20000,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-II-2500от 0 до 25000,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-II-3000от 0 до 30000,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-II-3500от 0 до 35000,02; 0,05; 0,120; 30; 40
ШЦ-II-4000от 0 до 40000,02; 0,05; 0,120; 30; 40
ШЦ-II-5000от 0 до 50000,02; 0,05; 0,120; 30; 40
ШЦ-II-630(250)от 250 до 6300,02; 0,05; 0,110; 20
ШЦ-II-800(250)от 250 до 8000,02; 0,05; 0,110; 20
ШЦ-II-1000(320)от 320 до 10000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-II-1250(500)от 500 до 12500,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-II-1600(500)от 500 до 16000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-II-2000(800)от 800 до 20000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-III-160от 0 до 1600,02; 0,05; 0,110
ШЦ-III-200от 0 до 2000,02; 0,05; 0,110
ШЦ-III-250от 0 до 2500,02; 0,05; 0,110
ШЦ-III-300от 0 до 3000,02; 0,05; 0,110
ШЦ-III-400от 0 до 4000,02; 0,05; 0,110; 20
ШЦ-III-500от 0 до 5000,02; 0,05; 0,110; 20
ШЦ-III-600от 0 до 6000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-III-800от 0 до 8000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-III-1000от 0 до 10000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-III-1250от 0 до 12500,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-III-1500от 0 до 15000,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-III-1600от 0 до 16000,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-III-2000от 0 до 20000,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-III-2500от 0 до 25000,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-III-3000от 0 до 30000,02; 0,05; 0,120; 30
ШЦ-III-3500от 0 до 35000,02; 0,05; 0,120; 30; 40
ШЦ-III-4000от 0 до 40000,02; 0,05; 0,120; 30; 40
ШЦ-III-5000от 0 до 50000,02; 0,05; 0,120; 30; 40
ШЦ-III-630(250)от 250 до 6300,02; 0,05; 0,110; 20
ШЦ-III-800(250)от 250 до 8000,02; 0,05; 0,110; 20
ШЦ-III-1000(320)от 320 до 10000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-III-1250(500)от 500 до 12500,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-III-1600(500)от 500 до 16000,02; 0,05; 0,110; 20; 30
ШЦ-III-2000(800)от 800 до 20000,02; 0,05; 0,110; 20; 30

Устройство механического штангенциркуля

Устройство двустороннего штангенциркуля с глубиномером представлено на рисунке. Пределы измерений этого инструмента составляют 0—150 мм. С его помощью можно измерять как наружные, так и внутренние размеры, глубину отверстий с точностью до 0,05 мм.

Основные элементы

  1. Штанга.
  2. Рамка.
  3. Губки для наружных измерений.
  4. Губки для внутренних измерений.
  5. Линейка глубиномера.
  6. Стопорный винт для фиксации рамки.
  7. Шкала нониуса. Служит для отсчета долей миллиметров.
  8. Шкала штанги.

Губки для внутренних измерений 4 имеют ножевидную форму. Благодаря этому размер отверстия определяется по шкале без дополнительных вычислений. Если губки штангенциркуля ступенчатые, как в устройстве ШЦ-2, то при измерении пазов и отверстий к полученным показаниям необходимо прибавлять их суммарную толщину.

Величина отсчета по нониусу у различных моделей инструмента может отличаться. Так, например, у ШЦ-1 она составляет 0,1 мм, у ШЦ-II 0,05 или 0,1 мм, а точность приборов с величиной отсчета по нониусу 0,02 мм приближается к точности микрометров. Конструктивные отличия в устройстве штангенциркулей могут быть выражены в форме подвижной рамки, пределах измерений, например: 0–125 мм, 0–500 мм, 500–1600 мм, 800–2000 мм и т.д. Точность измерений зависит от различных факторов: величины отсчета по нониусу, навыков работы, исправного состояния инструмента.

Цифровой штангенциркуль — потрошим и тестируем по полной.

Сегодня рассмотрим и разберем пластиковый штангенциркуль, который здесь уже обозревался пару раз. Как работает, почему не работает, точность и стоит ли покупать. Брал для измерения диаметра проводов. По диаметру провода можно просто определить сечение, я уже наизусть помнил сечение хорошего ВВГ 2.5 — 1.7мм, если ВВГ 2.5 дохлый то сечение 1.4-1.5мм, далее хороший ВВГ 1.5 имеет диаметр жил 1.2-1.3 мм, плохой ВВГ 1.5 будет с диаметром ниже, до 1мм и так далее. Пластиковый вариант был взят, чтоб можно было измерять диаметр провода прямо под напряжением в щитке, чтоб знать каким проводом дальше работать. Штангель был заказан давно, годик валялся в ящике с инструментом по этому экран немного потерся.


Штангель как у всех, три кнопки — сброс в ноль в любой точке измерения, сантиметры — дюймы и включение — выключение.


На обратной стороне наклейка — точность измерения и разрешение (цена деления) по 0.1 мм, батарейка LR44.


Пару фото измерений


Экран не IPS но видно хорошо под любым углом. Вроде бы мелочь, но мелочь приятная, потому что во многих показометрах и даже в мультиметрах на экран нужно смотреть под определенным углом. Тут все норм. Пробую измерить щупы из набора для настройки клапанов. Время мотоциклов закончилось а вот щупы остались. Самый толстый щуп 0.5 мм

Если измерять той частью, которая предназначена для измерений внешнего размера, то получается 0.4 мм вместо 0.5 мм. Если измерять выше, то получается ровно 0.5 мм. Сфоткал на просвет — да, есть щель, стоит это учитывать.

Измеряю щуп 0.35 — получается или 0.3 или 0.4, в зависимости от того, где измерять. В общем в точность штангель вроде уложился.

Посмотрим что у него внутри.

Во первых у него внутри батарейка, LR44. Напряжение за год упало до 1.3 в, но работает без проблем.

ufaman

в комментах подсказал, что под наклейкой шкалы есть плата с прорезями. Отклеил край — так и есть.

Потрошим дальше. Под наклейкой 4 винта и еще один сбоку непонятно зачем. Снимается измерительная часть. Есть еще заглушка для разъема подключения к компу через всякие ардуино. Видны полоски, которые реагируют на нанесенное покрытие на линейке штангенциркуля. Микросхема клякса оценивает емкость и понимает куда и на сколько двигается измерительная часть перед линейкой.

Потрошим дальше. 4 винта и снимаем плату. На плате видно 3 конденсатора, один параллельно батарейке не распаян. Видны площадки для 5 кнопок, а кнопок 3. Интересно.

Вырезаю скальпелем в соответствующих местах пластик под кнопку, перекидываю кнопки в новые места, собираю.

Новые кнопки не работают. Нажимал и в движении и долго и коротко, нет никакой реакции на нажатия. Вернул все на место.

Ну и посмотрим потребление с батарейки. Экран выключен — 0.012 мА, экран включен — 0.013 мА, при нажатии кнопки 0.028 мА.

То есть он жрет батарейку постоянно, включен экран или нет по сути все равно.

Ну и какое максимальное значение на экране — 199,9


Максимально измеряет около 154 мм.

Ну и многие пишут что если работать штангенциркулем, то показания сбиваются. Я выставил ноль и быстро подвигал штангель до максимума много раз. Максимально быстро. При этом все равно при сведении губок были показания 0.0 Возможен у кого то был сбой из за потери контакта батарейкой, как то раз такое было — подогнул контакты и все стало отлично.


Возможно подключение к компьютеру, тема на форуме Кто то писал что были проблемы с измерениями таким же инструментом в непосредственной близости от люминесцентных ламп, у меня таких нет, проверить не могу. В общем инструмент хорош, батарейка идет в комплекте, точность нормальная для большинства домашних мастеров. Цифры видны хорошо, батарейки хватает на пару лет.

Порядок проведения измерений, проверка исправности

Перед работой проверяют техническое состояние штангенциркуля и при необходимости настраивают его. Если прибор имеет перекошенные губки, пользоваться им нельзя. Не допускаются также забоины, коррозия и царапины на рабочих поверхностях. Необходимо, чтобы торцы штанги и линейки-глубиномера при совмещенных губках совпадали. Шкала инструмента должна быть чистой, хорошо читаемой.

Измерение

  • Губки штангенциркуля плотно с небольшим усилием, без зазоров и перекосов прижимают к детали.
  • Определяя величину наружного диаметра цилиндра (вала, болта и т. д.), следят за тем, чтобы плоскость рамки была перпендикулярна его оси.
  • При измерении цилиндрических отверстий губки штангенциркуля располагают в диаметрально противоположных точках, которые можно найти, ориентируясь по максимальным показаниям шкалы. При этом плоскость рамки должна проходить через ось отверстия, т.е. не допускается измерение по хорде или под углом к оси.
  • Чтобы измерить глубину отверстия, штангу устанавливают у его края перпендикулярно поверхности детали. Линейку глубиномера выдвигают до упора в дно при помощи подвижной рамки.
  • Полученный размер фиксируют стопорным винтом и определяют показания.

Работая со штангенциркулем, следят за плавностью хода рамки. Она должна плотно, без покачивания сидеть на штанге, при этом передвигаться без рывков умеренным усилием, которое регулируется стопорным винтом. Необходимо, чтобы при совмещенных губках нулевой штрих нониуса совпадал с нулевым штрихом штанги. В противном случае требуется переустановка нониуса, для чего ослабляют его винты крепления к рамке, совмещают штрихи и вновь закрепляют винты.

Штангенциркуль ШЦК с круговой шкалой ГОСТ 166-89, ТУ 26.51.33-001-04567838-2018

Штангенциркуль модели ШЦК с отсчетом по круговому стрелочному индикатору предназначается для внутренних и наружных измерений толщин, а также для измерения глубины. Штангенциркуль применяется для измерений абсолютным методом, не требующих высокой точности. Допускается оснащать штангенциркули ШЦК приспособлениями или вспомогательными измерительными поверхностями для расширения функциональных возможностей. Наружные размеры измеряются при помощи нижних губок. Верхние губки применяются для измерения внутренних размеров. Для разметочных работ используются верхние и нижние губки. Длина губок стандартная.

Индикаторная шкала позволяет регулировать установку на ноль, контролировать допусковые отклонения. Имеет губки наружные для измерения наружных размеров и внутренние для измерениявнутренних, а также встроенный глубиномер. Неподвижная штанга и подвижная рамка выполнены из закаленной стали. Штрихи делений на штанге контрастно выделяются на ее матовой плоскости. Градуировка шкалы осуществлена при помощи лазера. Изготавливаются из углеродистой и нержавеющей стали. Твёрдость измерительных поверхностей инструментальной и конструкционной стали. Штангенциркуль имеет шкалу, нанесенную на штанге с делениями и отсчетное устройство стрелочного типа приводится в движение с помощью зубчатого механизма. Стрелка на циферблате отсчитывает доли миллиметра, т.е. показание штангенциркуля складывается из отсчета целых значений по шкале штанги и дробных по показаниям стрелочного индикатора штангенциркуля. Плавное перемещение рамки обеспечивается пружиной, расположенной внутри рамки.

Технические характеристики:

Модификация штангенциркуляДиапазон измерений наружных размеров, ммЗначение отсчета по круговой шкале, мм
ШЦК-I-125от 0 до 1250,01; 0,02; 0,05; 0,1
ШЦК-I-135от 0 до 1350,01; 0,02; 0,05; 0,1
ШЦК-I-150от 0 до 1500,01; 0,02; 0,05; 0,1
ШЦК-I-160от 0 до 1600,01; 0,02; 0,05; 0,1
ШЦК-I-200от 0 до 2000,01; 0,02; 0,05; 0,1
ШЦК-I-250от 0 до 2500,01; 0,02; 0,05; 0,1
ШЦК-I-300от 0 до 3000,01; 0,02; 0,05; 0,1

Штангенциркуль колумбус что это – Яхт клуб Ост-Вест

Штангенциркуль с глубиномером, типа ШЦ-1 (согласно ГОСТ 166-89).

Штангенци́ркуль (от нем. Stangenzirkel) — универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров, а также глубин отверстий.

По некоторым сведениям, штангенциркуль с глубиномером был разработан и запатентован американской фирмой “COLUMBUS” в конце 19 – начале 20 вв. От названия фирмы пошло распространенное название “колумбик” для всех штангенциркулей типа ШЦ-1.

НО! Среди работников авиационной промышленности встречается другое народное название этого типа штангенциркуля – “маузер”. Это связано с тем, что для развивающейся советской авиапромышленности, в 30-х гг. ХХ в. измерительный инструмент приобретался в Германии. А одним из лучших немецких производителей являлась оружейная фирма “MAUSER”.

Данный штангенциркуль было произведен в 1930 году на Сестрорецком инструментальном заводе им. С.П.Воскова.

С измерением длины, ширины и высоты домашнему мастеру приходится сталкиваться постоянно. Угол в 90° или 45° тоже не редко приходится выдерживать. Иначе качественно ремонт квартиры или изготовление самоделок не выполнить. Точности при выполнении линейных измерений 1 мм в подавляющем большинстве случаев достаточно, и для них подойдет рулетка или простая линейка.

Зачастую рулетки имеют дополнительно пузырьковый уровень, который позволяет выставить горизонтально мебель, холодильник и другие предметы. Но точность такого уровня не высокая из-за маленькой длины опорной плоскости рулетки. В дополнение колбочка с пузырьком воздуха в рулетках часто установлена не точно, что не обеспечивает горизонтальность и выполненной работы.

В продаже, для измерения линейных размеров представлен широкий ряд лазерных измерительных приборов, но, к сожалению, из-за высокой цены они не доступны для непрофессионалов.

Инструкция


по применению штангенциркуля (колумбуса)

Штангенциркуль – это линейный измерительный инструмент служащий для измерения наружных и внутренних размеров деталей включая глубину, с точностью 0,1 мм.

Измерить диаметр сверла, самореза и размеры других небольших деталей с достаточной точностью линейкой не получится. В таких случаях нужно использовать штангенциркуль, который позволяет измерять линейные размеры с точностью до 0,1 мм. С помощью штангенциркуля можно выполнить измерение толщины листового материала, внутреннего и внешнего диаметров трубы, диаметр высверленного отверстия, его глубину и другие измерения.

Штангенциркули бывают с отсчетом измеряемой величины по линейке и нониусу, циферблату часового типа и цифровому индикатору. Разновидность штангенциркуля с линейкой для измерения глубины отверстий профессионалы еще называют «Колумбус».

Доступным по цене, высоконадежным является штангенциркуль с нониусом типа ШЦ-1 с диапазоном измерений от 0 до 125 мм, что для большинства случаев вполне достаточно. Штангенциркуль ШЦ-1 дополнительно позволяет измерять диаметр отверстий и глубину.

В настоящее время в продаже появился цифровой пластиковый штангенциркуль китайского производства ценой менее $4, фотография которого представлена ниже.

Штангенциркуль из пластмассы, хотя его губки сделаны из карбона, назвать измерительным инструментом сложно, так как он не сертифицирован и поэтому точность показаний 0,1 мм заявленная производителем не гарантирована. В дополнение при частом использовании пластик быстро износится, и погрешность показаний увеличится.

Штангенциркуль из пластмассы, если его показания точны для домашних редких измерений вполне подойдет. Для проверки штангенциркуля можно измерять хвостовик сверла, на котором выбит размер или диаметр штыря электрической вилки.

Устройство и принцип работы нониуса штангенциркуля

Устроен классический штангенциркуль следующим образом. На измерительной штанге с помощью пазов установлена подвижная рамка. Для того, чтобы рамка плотно сидела, внутри установлена плоская пружина и предусмотрен винт, для жесткой ее фиксации. Фиксация необходима при проведении разметочных работ.

На штанге нанесена метрическая шкала с шагом 1 мм и цифрами обозначены сантиметровые деления. На рамке нанесена дополнительная шкала с 10 делениями, но с шагом 1,9 мм. Шкала на рамке называется нониусом в честь ее изобретателя португальского математика П.Нуниша. Штанга и рамка имеют измерительные губки для наружных и внутренних измерений. К рамке дополнительно закреплена линейка глубиномера.

Измерения выполняются зажимом между губками детали. После зажима рамка фиксируется винтом для того, чтобы она не сместилась. Количество миллиметров отсчитывается по шкале на штанге до первой риски нониуса. Десятые доли миллиметров отсчитываются по нониусу. Какой штрих по счету слева на право на нониусе совпадет с любой из рисок шкалы на штанге, столько и будет десятых долей миллиметра.

Как видно на фото, измеренный размер составляет 3,5 мм, так как от нулевой отметки шкалы на штанге до первой риски нониуса получилось 3 полных деления (3 мм) и на нониусе совпала с риской шкалы штанги риска пятого деления нониуса (одно деление на нониусе соответствует 0,1 мм измерений).

Примеры измерения штангенциркулем

Для измерения толщины или диаметра детали нужно развести губки штангенциркуля, вставить в них деталь и свести губки до соприкосновения с поверхностью детали. Надо проследить, чтобы плоскости губок при смыкании были параллельны плоскости измеряемой детали. Внешний диаметр трубы измеряется точно так же, как и размер плоской детали, только нужно, чтобы губки прикасались к диаметрально противоположным сторонам трубы.

Для того, чтобы измерять внутренний размер в детали или внутренний диаметр трубы, у штангенциркуля есть дополнительные губки для внутренних измерений. Их заводят в отверстие и раздвигают до упора в стенки детали. При измерении внутренних диаметров отверстий добиваются максимального показания, а при измерении в отверстии параллельных сторон, добиваются минимальных показаний.

В некоторых типах штангенциркулей губки не смыкаются до нуля и имеют собственную толщину, которая обычно на них выбита, например, число «10», хотя первая риска нониуса стоит на нулевой отметке. В случае измерения внутренних отверстий таким штангенциркулем к считанным показаниям по шкале нониуса добавляется 10 мм.

С помощью штангенциркуля типа колумбус, имеющего подвижную линейку глубиномера можно измерять глубину отверстий в деталях.

Для этого нужно полностью выдвинуть линейку глубиномера из штанги, вставить ее до упора в отверстие. Подвести до упора в поверхность детали торца штанги штангенциркуля, при этом не допуская выхода линейки глубиномера из отверстия.

На фотографии, для наглядности, я продемонстрировал измерение глубины отверстия, приложив линейку глубиномера штангенциркуля с внешней стороны отрезка трубы.

Примеры выполнения разметки деталей штангенциркулем

Штангенциркуль не предназначен для нанесения разметочных линий на материалах и деталях. Но если губки штангенциркуля для наружных измерений заточить на мелкозернистом наждачном круге, придав им острую форму, как показано на фотографии, то разметку штангенциркулем производить будет довольно удобно.

Снимать лишний металл с губок нужно очень аккуратно и медленно, не допуская цветов побежалости металла губок от сильного разогрева, иначе можно их испортить. Чтобы ускорить работу, для охлаждения губок, можно периодически окунать их на непродолжительное время в емкость с холодной водой.

Для того, чтобы отмерять полоску листового материала с параллельными сторонами, нужно раздвинуть губки штангенциркуля ориентируясь по шкале на заданный размер, одной губкой вести по торцу листа, а второй процарапать линию. Так как губки штангенциркуля закалены, они не истираются. Можно размечать как мягкие материалы, так и твердые (медь, латунь, сталь). Остаются хорошо видные риски.

С помощью заточенных остро губок штангенциркуля можно легко наметить линию окружности. Для этого в центре делается неглубокое отверстие диаметром около 1 мм, в него упираясь одной из губок, второй прочерчивают линию окружности.

Благодаря доработке формы губок штангенциркуля для наружных измерений, появилась возможность точно, удобно и быстро выполнять разметку деталей для их последующей механической обработки.

Как измерять микрометром на практике

Получить размер изделий с точностью 0,01 мм можно выполнив измерения микрометром. Их много модификаций, но самый распространенный это гладкий микрометр типа МК-25, обеспечивающий диапазон измерений от 0 до 25 мм с точностью 0,01 мм. Микрометром удобно измерять диаметр сверла, толщину листового материала, диаметр провода.

Микрометр представляет собой скобу, с одной стороны которой находится опорная пятка, а с другой имеется стебель и высокоточная резьба, в которую закручивается микровинт. На стебле нанесена метрическая шкала, по которой выполняется отсчет миллиметров. На микровинте имеется вторая шкала с 50 делениями, по которой отсчитываются сотые доли мм. Сумма этих двух величин является измеренным размером.

Для того, чтобы выполнить измерение микрометром, деталь размещают между пяткой и торцом микрометрического винта и вращают по часовой стрелке за ручку трещотки (находится на торце барабана микрометрического винта) до тех пор, пока трещотка не издаст три щелчка.

На стебле нанесено две шкалы с шагом 1 мм – основная оцифрованная через каждых 5 мм и дополнительная, сдвинутая относительно основной на 0,5 мм. Наличие двух шкал позволяет повысить тонность измерений.

Отсчет показаний выполняется следующим образом. Сначала считывают, сколько целых, не закрытых барабаном, миллиметров получилось по оцифрованной, нижней шкале на стебле. Далее проверяют по верхней шкале наличие риски, расположенной правее от риски нижней шкалы. Если риски не видно, то переходят к снятию показаний со шкалы на барабане. Если риска просматривается, значит, к целому числу полученных миллиметров добавляется еще 0,5 мм. Показания на барабане отсчитывают относительно прямой линии, нанесенной вдоль стебля между шкалами.

Например, размер измеренной детали составляет: 13 мм по нижней шкале, на верхней шкале открытой метки, правее открытой на нижней шкале нет, значить 0,5 мм добавлять не нужно, плюс 0,23 мм по шкале барабана, в результате сложения получаем: 13 мм+0 мм+0,23 мм=13,23 мм.

Микрометр с цифровым отсчетом результатов измерений применять удобнее и позволяет измерять с точностью до 0,001 мм.

Если, например, села батарейка, то цифровым микрометром можно выполнять измерения точно так же, как и гладким МК-25, так как имеется и система отсчета по делениям с точностью 0,01 мм. Цена микрометров с цифровым отсчетом результатов измерений высока и для домашнего мастера неподъемна.

Как измерять трубу большого диаметра

Губки штангенциркуля с диапазоном измерений от 0 до 125 мм имеют длину 40 мм и поэтому позволяют измерять трубы с внешним диаметром до 80 мм. В случае необходимости измерять трубу большего диаметра или при отсутствии под рукой штангенциркуля можно воспользоваться народным способом. Обвить трубу по окружности одним витком не растягивающейся нитки или проволоки, измерять длину этого витка с помощью простой линейки, а затем разделить полученный результат на число Π=3,14.

Онлайн калькулятор для расчета диаметра трубы по ее окружности
Суммарная длина намотки, мм:
Количество витков:

Не смотря на простоту, такой способ измерения диаметра трубы позволяет обеспечить точность 0,5 мм, что для домашнего мастера вполне достаточно. Для более точного измерения нужно намотать больше витков.

Как измерять угол

Для получения заданного угла при разметке можно воспользоваться транспортиром, с которым все познакомились еще в школе на уроках геометрии. Для измерения в быту точности его вполне достаточно.

На фотографии представлена пластмассовая линейка в виде треугольника, имеющего углы 45º и 90º, с встроенным транспортиром. С помощью него можно выполнить разметку и проверить точность полученного угла.

При выполнении разметки металлических деталей используют слесарный металлический угольник, обеспечивающие более высокую точность измерений.

Как пользоваться стуслом

Для получения прямого или угла 45º без разметки, удобно использовать приспособление, которое называется стусло. С помощью стусла удобно пилить в размер под углом наличники для дверей, багет, плинтуса и многое другое. Распил получается с требуемым углом автоматически.

Достаточно отмерять длину, вложить полоску материала между вертикальными стенками стусла и удерживая рукой выполнить распил. Для получения качественного торца доски следует использовать пилу с мелкими зубцами. Хорошо подходит ножовка по металлу. Удается распиливать даже лакированные доски без сколов лака.

Угол 45 0 при пилении с использования стусла, получается также легко, как и прямой. Благодаря высоким направляющим стенок стусла можно распиливать доски разной толщины.

Стусло можно купить готовое, но его не сложно сделать самостоятельно из подручного материала. Достаточно взять три доски из дерева или фанеры подходящего размера, и к боковым торцам одной из них саморезами прикрутить две другие. Сделать направляющие пропилы под требуемыми углами и приспособление стусло готово.

Штангенциркули. Виды. Устройство. Измерения.

При производстве строительных работ или мелкого ремонта часто требуются измерительные инструменты. Обычно ими являются линейки или рулетки. Но при измерении диаметра трубы или глубины отверстия эти инструменты не подходят. Для таких целей служат более точные измерительные приборы – штангенциркули.

Такой прибор является универсальным. С его помощью можно измерить внешние и внутренние размеры деталей. Штангенциркули приобрели широкую популярность в быту, так как он имеет простое устройство и удобен в пользовании. С помощью такого прибора можно быстро и легко произвести измерение с высокой точностью.

Устройство штангенциркуля

1 — Губки для внутренних измерений
2 — Губки для наружных измерений
3 — Зажимной винт
4 — Подвижная рамка
5 — Нониус
6 — Штанга
7 — Шкала штанги
8 — Глубинометр

У всех аналогичных штангенциркулю инструментов имеется измерительная штанга, благодаря которой прибор получил такое название. На штанге имеется основная шкала, которая необходима при измерении в первую очередь.

Подвижная рамка с нанесенной шкалой имеет возможность перемещаться по штанге. Шкала на штанге называется нониусом, который имеет более точную разметку по долям делений. Это обеспечивает повышенную точность измерений. Степень точности штангенциркуля в зависимости от исполнения может достигать сотых долей миллиметра.

Штангенциркули имеют губки двух видов:

• Для измерения внутренних размеров.
• Для измерения наружных размеров.

Также имеется еще один измерительный элемент прибора, который называется глубиномером. С помощью него можно измерить глубину отверстий и другие размеры.

Цифровые штангенциркули устроены аналогичным образом. Однако вместо нониуса применяется цифровая шкала, повышающая удобство применения и точность измерения прибором.

1 — Зажимной винт
2 — Батарейка
3 — Ролик изменения длинны
4 — Обнуление
5 — Вкл/Выкл
6 — Переключение мм/дюймы

Как и все измерительные приборы, цифровые приборы оснащены шкалой с ценой деления 0,01 мм. Допустимой погрешностью считается отклонение результата измерения в меньшую или большую сторону на 10%. В промышленности все измерительные инструменты каждые полгода подвергаются метрологическому контролю.

В торговой сети продаются штангенциркули, упакованные в футляре. При приобретении инструмента рекомендуется осмотреть измерительные губки. Они должны быть ровными, и при их сжатии не должно быть просвета.

Шкала нониуса при сомкнутых губках должна находиться в нулевом положении. Линии отметки делений шкалы по нониусу должны быть нанесены четко. В комплект прибора должен входить паспорт с отметкой о произведенной поверке на точность.

Виды и особенности

Основные виды штангенциркулей:

Существует несколько подвидов различных штангенциркулей в зависимости от размеров, конструктивных особенностей и принципа действия. Ниже рассмотрим основные разновидности таких измерительных приборов.

ШЦ-I Нониусный

Это наиболее простая и популярная модель прибора, которая широко используется в промышленном производстве. Отсчет показаний ведется по шкале нониуса. Его называют «колумбиком» по названию фирмы изготовителя, которая производила инструмент в военное время (Columbus).

Прибором можно измерить внутренние, наружные размеры, глубину. Интервал измерений составляет от 0 до 150 мм. Точность измерений достигает 0,02 мм.

ШЦЦ-I

Эта цифровая модель измерительного инструмента с жидкокристаллическим дисплеем имеет аналогичную конструкцию классического штангенциркуля. Интервал измерений 0-150 мм. Одним из его преимуществ можно назвать более высокую точность показаний при измерении за счет наличия цифрового дисплея.

Удобство использования такого цифрового прибора заключается в том, что в любой точке измерения можно обнулить индикатор. Также легко одной кнопкой можно переключать метрическую систему на дюймовую.

При покупке цифровой модели необходимо обратить внимание на наличие нулевых показаний при сведенных губках, а также при затянутом стопорном винте цифры на дисплее не должны прыгать.

ШЦК-I

В такой конструкции штангенциркуля присутствует поворотный индикатор с круглой шкалой, цена деления которой 0,02 мм. Такими штангенциркулями удобно пользоваться при частых измерениях на производстве. Стрелка индикатора хорошо видна для быстрого контроля результата, не имеет скачков, в отличие от цифровых моделей при этом хорошо видна и не требуется производить вычисления как на нониусных инструментах. Этим прибором особенно удобно пользоваться в отделе технического контроля для замеров аналогичных типовых размеров.

ШЦ-II

Такие линейки используются для измерения внутренних и наружных размеров, а также для работ по разметке деталей перед обработкой. Поэтому на их губках имеются насадки, выполненные из твердого сплава для защиты их от быстрого износа. Интервал измерения серии приборов ШЦ-II находится в пределах 0-250 мм и точностью измерения 0,02 мм.

ШЦ-III и ШЦЦ-III

Большие детали измеряются чаще всего такой моделью инструмента, так как точность измерений у него выше остальных моделей и составляет 0,02 мм для механических приборов, и 0,01 мм для цифровых.

Наибольший размер для измерения составляет 500 мм. Губки в таких моделях направлены вниз, и могут иметь длину до 300 мм. Это дает возможность производить измерения деталей в широких пределах.

Штангенциркули специального назначения

Коротко рассмотрим несколько специализированных моделей штангенциркулей, предназначенных для специальных видов работ. В торговой сети такие приборы появляются довольно редко.

ШЦЦТ – применяется для замеров труб, его называют трубным штангенциркулем.
ШЦЦВ — для измерения внутренних размеров, имеет цифровой дисплей.
ШЦЦН – модель, аналогичная предыдущему прибору, служит для измерения наружных размеров.
ШЦЦУ — универсальный цифровой измеритель, в комплект входит комплект насадок для труднодоступных измерений: межцентровых расстояний, стенок труб, наружных и внутренних размеров и т.д.
ШЦЦД – прибор для измерения толщины тормозных дисков и деталей с наличием различных выступов.
ШЦЦП — штангенциркуль применяется для измерения глубины протектора шин автомобилей.
ШЦЦМ – штангенциркуль, предназначенный специально для замеров межцентровых расстояний.

Правила пользования штангенциркулем
  1. Проверить инструмент. Для этого губки штангенциркуля свести вместе и проверить точность их смыкания на наличие между ними просвета.
  2. Инструмент взять в правую руку, а измеряемую деталь в левую руку.
  3. Для измерения внешнего размера детали, необходимо развести нижние губки инструмента и расположить между ними контролируемую деталь. При этом следует быть осторожным, так как края губок острые, и можно получить травму при неаккуратном обращении с инструментом.
  4. Губки штангенциркуля сжать до соприкосновения с деталью. Если материал изготовления детали имеет мягкую структуру, то сильное сжатие губок приведет к неточности измерения. Поэтому губки необходимо сдавливать осторожно, только до соприкосновения с поверхностью детали. Для передвижения рамки штангенциркуля используют большой палец руки.
  5. Проверить расположение губок относительно детали. Они должны находиться на равном расстоянии от краев детали, наличие перекосов инструмента не допускается.
  6. Зафиксировать винт, предназначенный для зажима подвижной рамки. Это позволяет сохранить положение рамки для точных результатов измерения. Затягивать винт целесообразно большим и указательным пальцем, одновременно этой же рукой удерживать инструмент в одном положении, чтобы не сдвигать его для обеспечения точности измерения.
  7. Отложить деталь в сторону, а зафиксированный штангенциркуль без детали взять для снятия результатов замера.
  8. Этап снятия показаний инструмента является очень важным, так как неточность при измерении может привести к серьезным последствиям на производстве.

Штангенциркуль расположить прямо перед глазами.

1 — Шкала штанги
2 — 21 деление
3 — Шкала нониуса

На рисунке изображен порядок измерения. Слева показаны губки для внешних замеров с измеряемой деталью, а справа изображены шкалы: нониусная и основная. Их деления и определят результат измерения.
— Сначала необходимо подсчитать количество целых миллиметров. Для этого нужно найти на шкале штанги деление, которое находится наиболее близко к нулю нониуса. Это деление указано первой верхней стрелкой красного цвета. В нашем случае эта величина равна 13 мм. Это значение необходимо запомнить, либо записать.
— Далее нужно вычислить доли миллиметра. Для этого на шкале нониуса надо найти деление, совпадающее с делением на шкале штанги. Это деление на рисунке показано второй красной стрелкой.
— Далее необходимо определить номер деления по порядку, для нашего случая получается 21.
— Затем нужно это число умножить на цену деления шкалы нониуса. В нашем примере цена деления 0,01 мм.
— Теперь необходимо подсчитать точную величину измерения, определенного штангенциркулем. Для этого нужно сложить целое число с долями миллиметра. В результате получается 13,21 мм.

  1. По окончании работы с инструментом очистить его, ослабить винт, сомкнуть губки и положить в чехол. Если инструмент будет долго храниться, то рекомендуется обработать его антикоррозийным раствором.

При наличии циферблатного или цифрового штангенциркуля процесс измерения становится намного проще, так как рассчитывать ничего не нужно, готовый результат будет виден на дисплее или на циферблате.

Чем отличается штангенциркуль от штангенциркуля? | Все о лазерной резке и столярке

Вы не поверите, но по ГОСТу существует аж целых 6 разновидностей этого прибора. Я сам был весьма озадачен, когда узнал об этом. Ну, что давайте разбираться, чем отличаются эти шесть видов легендарного штангенциркуля.

штангенциркуль

штангенциркуль

Прежде чем начать… Не забываем подписаться на мой YouTube канал, а так же иногда посещать мой блог. Спасибо!

По ГОСТу 166-89 есть целых шесть видов разнообразных штангенциркулей, это: ШЦ-I, ШЦК, ШЦТ-I, ШЦ-II, ШЦ-III, ШЦЦ. Как понятно из этих сокращений, ШЦ – это штангенциркуль, но вот, что означают остальные символы, будем поочередно разбираться, а для подсказки используем тот самый ГОСТ.

В статье будут использоваться термины, обозначающие разнообразные детали и части штангенциркуля, и, что бы не грузить вас схематическими рисунками я сделал красивое фото и подписал все детали:

из чего состоит штангенциркуль

из чего состоит штангенциркуль

Так же хотелось бы добавить, что штангенциркули можно разделить на три типа по способу снятия показаний:

  • нониусные — то есть классические;
  • циферблатные — оснащены механическим циферблатом для удобства и быстроты снятия показаний;
  • цифровые — с цифровой индикацией для безошибочного считывания.

Для понятия ГОСТа, об этом разделении обязательно нужно знать. А теперь пройдемся по ГОСТу!

ШЦ-I

ШЦ-I

ШЦ-I

ШЦ-I – это самый, что ни на есть классический, нониусный штангенциркуль, тот самый, с которым вы скорее всего встречались в школе. У ШЦ-I двустороннее расположение губок, для измерения наружных и внутренних размеров, и так же присутствует линейка глубиномер.

ШЦ-II

ШЦ-II

ШЦ-II

ШЦ-II отличается от классического ШЦ-I, что так же предназначен для разметки, для облегчения которой оснащён рамкой микрометрической подачи.

ШЦ-III

ШЦ-III

ШЦ-III

Как видите на фото на ШЦ-III отличается ШЦ-II односторонним расположением губок, то есть губки для внутренних измерений отсутствуют. Несмотря на это ШЦ-III все так же используется для измерения наружных и внутренних размеров, просто для измерения внутреннего размера нужно делать поправку на толщину губки. Обычно поправка для расчета указывается на самой губке (цифра 10 на фото, то есть ширина каждой губки 5 мм).

ШЦТ-I

ШЦТ-I

ШЦТ-I

ШЦТ-I это все тот же предыдущий ШЦ-III с односторонним расположением губок, но оснащённых твёрдым сплавом для измерения наружных размеров и глубин в условиях повышенного абразивного изнашивания.

Цитата их ГОСТАа:

Допускается изготовлять штангенциркули типа III с поверхностями для измерения наружных размеров из твердого сплава (Твердый сплав по ГОСТ 3882)

ШЦК

ШЦК

ШЦК

ШЦК – это штангенциркуль с круговой шкалой, то есть К – это круговая шкала. В выемке штанги размещена рейка, с которой сцеплена шестерёнка головки, поэтому показания штангенциркуля, отвечающие положению губок, читают по шкале штанги и круговой шкале головки по положению стрелки. Такой механический циферблат позволяет значительно проще и быстрее считывать показания.

ШЦЦ

ШЦЦ

ШЦЦ

ШЦЦ – это последний писк моды, штангенциркуль с электронным табло.

Кстати если вы не умеете пользоваться штангенциркулем, то у меня есть интересная публикация: “Как пользоваться штангенциркулем

Ну и если вам стало скучно, то интересное видео с новыми столярными хитростями и лайфхаками.

Буду благодарен, если посетите мой сайт LoftStyle.site, я очень буду рад гостям и критике. Если вам была интересна и полезна статья, то обязательно, просто обязательно ставим лайк и подписываемся!!! Так же не забываем про YouTube канал, там тоже все интересно. Все предложения, пожелания и критику шлите на [email protected] или же в комментарии под публикацией или же через обратную связью на сайте!

Наверно самый дешёвый металлический штангенциркуль

Здравствуйте. Вот задался целью найти дешёвый металлический штангенциркуль и сделать на него обзор. Конечно же я не могу утверждать, что это самый дешёвый подобный инструмент, но цена действительно невысока.
Что из этого получилось, попробую рассказать максимально объективно, учитывая п.18.
Заходим, если интересно, конечно…

Что это и для чего, я рассказывать не буду, надеюсь все сюда зашедшие, это прекрасно знают. Поэтому сразу к обзору.

Упаковка:

Упаковка самая бюджетная — полиэтиленовый пакет со стикером.

Герой обзора:

Штангенциркуль действительно металлический и имеет все необходимые отличительные черты, присущие собратьям. Металлический то он металлический, но на странице магазина указано, что он сделан из нержавеющей стали. Вот с этим согласиться мне сложно, т.к. на торцах явно видно, что имеет место достаточно некачественное покрытие. Возможно даже лужение. Также не понятно что за окисел присутствует на шляпках винтиков. У меня 2 версии: либо товар достаточно «лежалый», либо это результат плохого ополаскивания от реактивов после нанесения покрытия электрохимическим способом. Второй вариант маловероятен, т.к. покрывают такие вещи до сборки, а не после.

Тестирование:

Для тестирования я взял 3 сверла разного диаметра и сравнил что показывает герой обзора и электромеханический микрометр.Вот с показаниями у героя обзора на мой взгляд всё в порядке.
Также этим штангенциркулем можно измерять внутренние диаметры и глубину:

Итоги:

+ материал изготовления — металл;
+ цена;
+ приемлемая точность измерений;

— качество покрытия;
— наличие окисла на винтах.

В общем данный измерительный прибор вполне можно использовать по прямому назначению. На мой взгляд он лучше любого пластикового собрата, хотя и не лишён недостатков.

Удачи.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Кулоновская сила | физика | Britannica

Кулоновская сила , также называемая электростатическая сила или Кулоновское взаимодействие , притяжение или отталкивание частиц или объектов из-за их электрического заряда. Одна из основных физических сил, электрическая сила, названа в честь французского физика Шарля-Огюстена де Кулона, который в 1785 году опубликовал результаты экспериментального исследования правильного количественного описания этой силы.

Два одинаковых электрических заряда, как положительные, так и отрицательные, отталкиваются друг от друга по прямой линии между их центрами.Два разных заряда, положительный и отрицательный, притягиваются друг к другу по прямой линии, соединяющей их центры. Электрическая сила действует между зарядами на расстояниях не менее 10 1 6 метров, или приблизительно одной десятой диаметра атомных ядер. Из-за своего положительного заряда протоны внутри ядер отталкиваются друг от друга, но ядра удерживаются вместе из-за другой базовой физической силы, сильного взаимодействия или ядерной силы, которая сильнее, чем электрическая сила.Массивные, но электрически нейтральные астрономические тела, такие как планеты и звезды, связаны в солнечных системах и галактиках еще одной базовой физической силой – гравитацией, которая, хотя и намного слабее, чем электрическая сила, всегда притягивает и является доминирующей силой на больших расстояниях. . На расстояниях между этими крайностями, включая расстояния повседневной жизни, единственная значимая физическая сила – это электрическая сила во многих ее разновидностях вместе с связанной с ней магнитной силой.

Британская викторина

Физика и естественное право

Какая сила замедляет движение? Для каждого действия есть равное и противоположное что? В этой викторине по физике нет ничего E = mc square.

Величина электрической силы F прямо пропорциональна количеству одного электрического заряда, q 1 , умноженному на другой, q 2 , и обратно пропорционально квадрату расстояния r между их центрами. Выраженное в форме уравнения, это соотношение, называемое законом Кулона, может быть записано путем включения коэффициента пропорциональности k как F = kq 1 q 2 / r 2 .В системе единиц сантиметр – грамм – секунда коэффициент пропорциональности k в вакууме принимается равным 1, а единичный электрический заряд определяется законом Кулона. Если электрическая сила в одну единицу (один дин) возникает между двумя равными электрическими зарядами на расстоянии одного сантиметра друг от друга в вакууме, величина каждого заряда равна одной электростатической единице, esu или статкулону. В системе метр – килограмм – секунда и системе СИ единица силы (ньютон), единица заряда (кулон) и единица расстояния (метр) определяются независимо от закона Кулона, поэтому коэффициент пропорциональности k должен принимать значение, соответствующее этим определениям, а именно: k в вакууме равно 8.98 × 10 9 ньютон на квадратный метр на квадратный кулон. Этот выбор значения для k позволяет включать практические электрические единицы, такие как ампер и вольт, в общие метрические механические единицы, такие как метр и килограмм, в одну и ту же систему.

Что такое закон Кулона – x-engineer.org

Из механики мы знаем, что между двумя телами, которые не контактируют друг с другом, существует небольшая гравитационная сила притяжения .

Между двумя объектами с электрическим зарядом , в зависимости от знака зарядов, положительного или отрицательного, сила взаимодействия может составлять притяжения или отталкивания .

Рассмотрим два электрических заряда q 1 и q 2 , разделенных расстоянием r . Между электрическими зарядами существует сила взаимодействия, которая является притягивающей, если заряды имеют противоположные знаки, и отталкивающей, если оба заряда имеют одинаковый знак (положительный или отрицательный).

Изображение: закон Кулона – притяжение и отталкивание

Кулоновская сила ( F ) , , также называемая электростатической силой или Кулоновское взаимодействие , утверждает, что величина электростатической силы взаимодействия между двумя точками электрические заряды ( q 1 , q 2 ) прямо пропорциональны скалярному умножению величин электрического заряда и обратно пропорциональны квадрату расстояния ( r ) между ними.2}} \ tag {1} \]

где:

F [Н] – кулоновская сила
q 1 , q 2 [C] – электрические заряды
r [м] – расстояние между электрическими зарядами
k [Ф / м] – называется постоянной Кулона , или постоянной электрической силы, или электростатической постоянной.

Значение постоянной Кулона рассчитывается как:

\ [k = \ frac {1} {4 \ pi \ varepsilon_0} \ tag {2} \]

, где ε 0 – электрическая проницаемость свободное пространство (вакуум).2} \]

Если электрические заряды помещены в другую среду, например воду, вместо использования диэлектрической проницаемости вакуума, нам нужно использовать абсолютную диэлектрическую проницаемость ε , которая является произведением между диэлектрической проницаемостью вакуума ε 0 и относительная диэлектрическая проницаемость ε r .

\ [\ varepsilon = \ varepsilon_0 \ cdot \ varepsilon_r \ tag {3} \]

В этом случае кулоновская константа будет:

\ [k = \ frac {1} {4 \ pi \ varepsilon} \ tag { 4} \]

Пример .{-24} \ quad N
\ end {split} \ end {формула *} \]

Чтобы закон Кулона действовал, необходимо выполнить несколько условий:

  • заряды должны иметь сферически-симметричное распределение
  • обвинения не должны быть в контакте
  • начисления должны быть стационарными по отношению друг к другу

Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Закон Кулона: определение, формула и постоянная

Что такое закон Кулона?

Закон Кулона (также известный как закон обратных квадратов Кулона ) – это физический закон, который определяет величину силы между двумя неподвижными электрически заряженными частицами (известную как электростатическая сила ).Закон Кулона был открыт Шарлем-Огюстеном де Кулоном в 1785 году. Поэтому закон и связанная с ним формула были названы в его честь.

Определение закона Кулона

Закон Коломба гласит, что величина электростатической силы притяжения или отталкивания между двумя электрически заряженными телами прямо пропорциональна произведению заряда заряженных тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. центр заряженных тел.

Это соотношение обратных квадратов является причиной того, что закон также называют законом обратных квадратов Кулона .

Эта концепция может сбивать с толку при первом введении. Рассмотрение приведенной ниже формулы закона Кулона может помочь вам визуализировать взаимосвязь между зарядом и расстоянием и то, как это влияет на электростатическую силу (электростатическая сила – это электрическая сила между заряженными телами в состоянии покоя. Она также известна как кулоновская сила).

Формула закона Кулона

Представим, что Q 1 и Q 2 – это электрические заряды двух объектов.
d – расстояние между центрами предметов.

Заряженные объекты помещаются в среду с диэлектрической проницаемостью ε o ε r

Тогда мы можем записать силу «F» как:

Уравнение выше является формулой закона Кулона. Эта формула позволяет нам вычислить электростатическую силу, которую два заряда действуют друг на друга.

Утверждение закона Кулона

Если вы предпочитаете видеообъяснение, вы можете посмотреть видео ниже:

Первый закон Кулона

Первый закон Кулона гласит, что одноименно заряженные объекты (тела или частицы) отталкиваются друг от друга. другие и непохожие заряженные объекты (тела или частицы) притягиваются друг к другу.

Второй закон Кулона

Второй закон Кулона гласит, что сила притяжения или отталкивания между двумя электрически заряженными объектами прямо пропорциональна величине их заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Следовательно, согласно второму закону Кулона,

, где

  1. ‘F’ – сила отталкивания или притяжения между двумя заряженными объектами.
  2. «Q 1 » и «Q 2 » – это электрические заряды объектов.
  3. ‘d’ – расстояние между центрами двух заряженных объектов.
  4. «k» – это постоянная, которая зависит от среды, в которой находятся заряженные объекты. В системе S.I., как и в системе M.K.S. система k = 1 / 4πε o ε r . Следовательно, приведенное выше уравнение становится.

Значение ε o = 8,854 × 10 -12 C 2 / Нм 2 .

Следовательно, закон Кулона для среды можно записать как,

Тогда в воздухе или в вакууме ε r = 1.Следовательно, закон Кулона может быть записан для воздушной среды как,

Значение ε r будет меняться в зависимости от среды. Выражение для относительной диэлектрической проницаемости ε r выглядит следующим образом;

Принцип закона Кулона

Предположим, что если у нас есть два заряженных тела, одно заряжено положительно, а другое – отрицательно, тогда они будут притягиваться друг к другу, если держать их на определенном расстоянии друг от друга. Теперь, если мы увеличим заряд одного тела, оставив другое неизменным, сила притяжения, очевидно, возрастет.

Аналогично, если мы увеличим заряд второго тела, оставив первое неизменным, сила притяжения между ними снова увеличится. Следовательно, сила между заряженными телами пропорциональна заряду одного или обоих тел.

Теперь, если удерживать их заряд фиксированным на Q 1 и Q 2 , если вы приближаете их друг к другу, сила между ними увеличивается, а если вы убираете их друг от друга, сила, действующая между ними, уменьшается.

Если расстояние между двумя заряженными телами равно d, можно доказать, что сила, действующая на них, обратно пропорциональна d 2 .

Это развитие силы между двумя одинаковыми заряженными телами не одинаково во всех средах. Как мы обсуждали в приведенных выше формулах, ε r будет меняться в зависимости от среды. Итак, в зависимости от среды создание силы может быть различным.

Ограничения закона Кулона

  1. Закон Кулона действителен, если среднее количество молекул растворителя между двумя интересующими заряженными частицами должно быть большим.
  2. Закон Кулона действителен, если точечные заряды покоятся.
  3. Трудно применить закон Кулона, когда заряды имеют произвольную форму. Следовательно, мы не можем определить значение расстояния «d» между зарядами, когда они имеют произвольную форму.

Кто изобрел закон Кулона?

Закон Кулонов впервые был соблюден в 600 г. до н.э. греческим философом Фалесом Милетским. если два тела заряжены статическим электричеством, они будут либо отталкивать, либо притягивать друг друга в зависимости от характера своего заряда. Это было просто наблюдение, но он не установил никакого математического соотношения для измерения силы притяжения или отталкивания между заряженными телами.

Спустя много веков, в 1785 году, Шарль Огюстен де Кулон, французский физик, опубликовал фактическую математическую связь между двумя электрически заряженными телами и вывел уравнение для силы отталкивания или притяжения между ними. Это фундаментальное соотношение широко известно как закон Кулона.

Электрические силы

Электрическая сила между зарядами может быть рассчитана по закону Кулона.

Нормальные бытовые схемы в U.С. работают от переменного напряжения около V = 120 вольт. При подключении к такой схеме соотношение электрической мощности P = IV говорит нам, что для использования мощности со скоростью P = 120 Вт в цепи на 120 вольт потребуется электрический ток I = 1 ампер. Один ампер тока переносит по проводнику один кулон заряда в секунду. Таким образом, один кулон заряда представляет собой заряд, переносимый 120-ваттной лампочкой за одну секунду.

Если два набора за одну секунду по 1 кулону в каждом были сосредоточены в точках на расстоянии одного метра друг от друга, силу между ними можно было бы вычислить по закону Кулона.В данном конкретном случае это вычисление становится

.

Если бы два таких заряда действительно могли быть сконцентрированы в двух точках на расстоянии метра друг от друга, они бы удалялись друг от друга под действием этой огромной силы, даже если бы для этого им пришлось бы вырваться из твердой стали!

Если такие огромные силы возникли бы в результате нашего гипотетического расположения зарядов, то почему бы нам не увидеть более драматических проявлений электрической силы? Общий ответ состоит в том, что в данной точке провода никогда не бывает значительного отклонения от электрической нейтральности.Природа никогда не собирает кулон заряда в одной точке. Было бы поучительно исследовать количество заряда в медной сфере объемом один кубический сантиметр. Медь имеет один валентный электрон за пределами замкнутых оболочек в ее атоме, и этот электрон довольно свободно перемещается в твердом медном материале (это то, что делает медь хорошим проводником электричества). Плотность металлической меди составляет около 9 грамм / см 3 , а один моль меди составляет 63,5 грамма, поэтому кубический сантиметр меди содержит около 1/7 моля или около 8.5 x 10 22 атомов меди. С одним подвижным электроном на атом и зарядом электрона 1,6 x 10 -19 кулонов это означает, что в одном см 3 меди содержится около 13 600 кулонов потенциально подвижного заряда. Предположим, мы удалили достаточно электронов из двух медных сфер, чтобы на них было достаточно общего положительного заряда, чтобы подвесить один из них над другим. Какую часть заряда электрона мы должны удалить? Сила, поднимающая одну из медных сфер, равна ее весу 0.088 Ньютонов. Предполагая, что чистый заряд находится в точках сфер, наиболее удаленных друг от друга из-за отталкивания зарядов, мы можем установить силу отталкивания равной весу сферы. Радиус сферы в один см 3 составляет 0,62 см, поэтому мы будем рассматривать силу как силу между двумя точечными зарядами, разнесенными на 2,48 см (т. Е. Вдвое больше диаметра сфер). По закону Кулона для этого требуется заряд 7,8 x 10 -8 Кулонов. По сравнению с общим мобильным зарядом в 13 600 кулонов, это означает удаление только одного валентного электрона из каждых 5.7 триллионов (5,7 x 10 12 ) от каждой медной сферы. Конечный результат состоит в том, что удаление только одного из примерно шести триллионов свободных электронов из каждой медной сферы вызовет достаточное электрическое отталкивание на верхней сфере, чтобы поднять ее, преодолевая гравитационное притяжение всей Земли!

Индекс

Электромагнитная сила

1.1.1: Закон Кулона – Chemistry LibreTexts

Закон Кулона

Электроны заряжены отрицательно (-) и притягиваются к положительному (+) заряду ядра.2} \ label {1} ​​\]

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \). Закон Кулона применяется к силе притяжения между ядром и электроном. (CC-BY-NC-SA; Кэтрин Хаас)

Где \ (F \) – сила, \ (k \) – постоянная Кулона, \ (q_1 \) и \ (q_2 \) – заряды двух частиц, а \ (r \) – расстояние между частицами. Это соотношение показывает, что сила притяжения или отталкивания между двумя частицами зависит от расстояния ( r ) между частицами, а также знака и величины зарядов на каждой из частиц ( q ).Когда заряды имеют противоположный знак, сила притягивает (отрицательное значение F ), а если оба заряда имеют одинаковый знак, сила является отталкивающей (положительное значение F ). Величина силы напрямую связана с величиной заряда на частицах (более высокий заряд дает более сильную силу) и косвенно связана с расстоянием между частицами (большее расстояние дает более слабую силу).

Закон Кулона описывает атомы и орбитальные энергии: В большинстве случаев сила притяжения между электроном и ядром намного сильнее, чем сила отталкивания между электронами.W e будет посвящен более важной силе притяжения между электронами и ядрами .

В атоме наиболее важными факторами, влияющими на силу, как рассчитывают по уравнению Кулона, являются заряд ядра и расстояние от ядра до интересующего электрона. Чем ближе электрон к ядру, тем сильнее сила притяжения (т. Е. Чем больше отрицательное значение F становится ). Точно так же, чем больше заряд ядра, тем сильнее сила притяжения.Что касается расстояния (\ r \), номер оболочки является наиболее важным фактором, а подоболочка – еще одним фактором (это будет дополнительно объяснено в этом модуле в разделе Экранирование и проникновение ).

Закон Кулона также может быть применен для описания силы отталкивания между двумя электронами. Однако он не полностью учитывает дополнительное и более значительное взаимодействие между множеством электронов и ядер, которое происходит в многоэлектронных атомах. Закон Кулона ограничивается описанием двухчастичной системы.Следовательно, этот принцип хорошо работает для описания атома водорода, но закон Кулона – это только часть истории для многоэлектронных атомов.

Проверьте понимание \ (\ PageIndex {1} \)

Почему 1s-электрон имеет более высокую энергию ионизации, чем 3s-электрон?

Ответ

С увеличением номера оболочки расстояние электрона от ядра увеличивается. В оболочке n = 1 электроны находятся как можно ближе к ядру.В n = 3 электроны на s-орбитали в среднем намного дальше от ядра, чем вся 1s-орбиталь. (Мы можем увидеть вероятное расстояние электронов, используя функции радиального распределения). Закон Кулона показывает, что противоположные заряды имеют более сильную силу притяжения, когда они находятся рядом. Таким образом, 1s-электрон более притягивается к ядру, чем 3s-электрон, а 1s-электрон труднее удалить, потому что он сильнее притягивается к ядру.


Примените закон Кулона, чтобы объяснить, почему основное состояние H равно 1s 1 , а не 2s 1 .

Ответ

Сила ( F ) в законе Кулона аналогична энергии (E) электрона, когда этот электрон взаимодействует с ядром. По мере приближения двух частиц значение F (сила или энергия) становится более отрицательным, что означает, что частицы больше притягиваются друг к другу.

В основном состоянии электроны находятся в конфигурации с наименьшей энергией, которая является их наиболее стабильной конфигурацией.Электроны (-) стабилизируются (энергия понижается / становится более отрицательной) за счет взаимодействия с ядром (+). Чем ближе электрон к ядру, тем больше он притягивается, более стабилизирован и тем больше уменьшается его энергия.

Электрический заряд и закон Кулона

Электрический заряд и закон Кулона Авторские права © Майкл Ричмонд. Эта работа находится под лицензией Creative Commons License.
  • Электрический заряд – фундаментальное свойство материи. Электроны несут заряд в одну отрицательную «электронную единицу», и протоны с положительным зарядом на одну «электронную единицу».18 электронов в сумме дают 1 кулон
  • Кулон – это ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ заряд – обычный ситуации содержат крошечную долю кулона.
  • Если один кулон в секунду проходит через фиксированную точку в проводе, по этому проводу проходит ток в один ампер.
  • Проводники позволяют заряду свободно перемещаться по ним. Металлы – хорошие проводники.
  • Изоляторы удерживают заряженные частицы почти на месте.2) q1 = заряд первой частицы (кулоны) q2 = заряд второй частицы (кулоны) r = расстояние между частицами (метры) Если результат положительный, сила отталкивающая. Если результат отрицательный, сила притягивает.
  • Электрические силы от нескольких частиц складываются как векторы.


График 1


График 2


График 3


Viewgraph 4


Viewgraph 5


Viewgraph 6


График 7


Просмотр графа 8


График 9


График 10


График 11


Viewgraph 11x


График 12


График 13


График 14

Авторские права © Майкл Ричмонд.Эта работа находится под лицензией Creative Commons License.

Закон Кулона | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Закон Кулона о том, как электростатическая сила изменяется с расстоянием между двумя объектами.
  • Рассчитайте электростатическую силу между двумя заряженными точечными силами, такими как электроны или протоны.
  • Сравните электростатическую силу с гравитационным притяжением для протона и электрона; для человека и Земли.

Рис. 1. Это изображение НАСА Arp 87 показывает результат сильного гравитационного притяжения между двумя галактиками. Напротив, на субатомном уровне электростатическое притяжение между двумя объектами, такими как электрон и протон, намного больше, чем их взаимное притяжение из-за гравитации. (кредит: NASA / HST)

Благодаря работе ученых конца 18 века, основные особенности электростатической силы – наличие двух типов зарядов, наблюдение, что одинаковые заряды отталкиваются, а разные заряды притягиваются, и уменьшение силы с расстоянием – были в конечном итоге уточняется и выражается в виде математической формулы.2} \\ [/ latex]

Электростатическая сила – это векторная величина, выражаемая в ньютонах. Под действием силы понимается линия, соединяющая два заряда. (См. Рисунок 2).

Хотя формула закона Кулона проста, доказать ее было нелегкой задачей. Эксперименты, которые Кулон проводил с доступным тогда примитивным оборудованием, были трудными. 2} \ right) \\ [/ latex] с точностью 1 часть из 10 16 .Никаких исключений не было обнаружено даже на малых расстояниях внутри атома.

Рис. 2. Величина электростатической силы F между точечными зарядами q 1 и q 2 , разделенных расстоянием r, определяется законом Кулона. Обратите внимание, что третий закон Ньютона (каждая приложенная сила создает равную и противоположную силу) применяется как обычно – сила, действующая на q 1 , равна по величине и противоположна по направлению силе, которую она оказывает на q 2 .(а) Как обвинения. (б) В отличие от обвинений.

Пример 1. Насколько сильна кулоновская сила по отношению к гравитационной силе?

Сравните электростатическую силу между электроном и протоном, разделенными расстоянием 0,530 × 10 −10 м, с силой тяжести между ними. Это расстояние – их среднее расстояние в атоме водорода.

Стратегия

Чтобы сравнить две силы, мы сначала вычисляем электростатическую силу, используя закон Кулона, [латекс] \ displaystyle {F} = k \ frac {\ mid {q} _1q_2 \ mid} {r ^ 2} \\ [/ latex] .{39} \\ [/ латекс].

Обсуждение

Это очень большое соотношение! Обратите внимание, что это будет отношение электростатической силы к силе гравитации для электрона и протона на любом расстоянии (принятие соотношения перед вводом числовых значений показывает, что расстояние сокращается). Это соотношение дает некоторое представление о том, насколько больше кулоновская сила, чем гравитационная сила между двумя наиболее распространенными частицами в природе.

Как следует из примера, гравитационная сила совершенно незначительна в малых масштабах, где важны взаимодействия отдельных заряженных частиц.В больших масштабах, например, между Землей и человеком, верно обратное. Большинство объектов почти электрически нейтральны, поэтому силы притяжения и отталкивания почти нейтрализуют. Гравитационная сила в большом масштабе доминирует во взаимодействиях между большими объектами, потому что она всегда притягивает, в то время как кулоновские силы имеют тенденцию сокращаться.

Сводка раздела

  • Француз Шарль Кулон первым опубликовал математическое уравнение, описывающее электростатическую силу между двумя объектами.{2}} \\ [/ латекс]
  • Эта кулоновская сила чрезвычайно проста, поскольку большинство зарядов обусловлено точечными частицами. Он отвечает за все электростатические эффекты и лежит в основе большинства макроскопических сил.
  • Кулоновская сила необычайно сильна по сравнению с гравитационной силой, другой основной силой, но в отличие от гравитационной силы она может нейтрализоваться, поскольку может быть либо притягивающей, либо отталкивающей.
  • Электростатическая сила между двумя субатомными частицами намного больше, чем сила тяжести между теми же двумя частицами.

Концептуальные вопросы

Рис. 3. Схематическое изображение внешнего электронного облака нейтральной молекулы воды.

Используйте рис. 3 в качестве справочной информации при ответах на следующие вопросы. На рис. 3 схематически показано внешнее электронное облако нейтральной молекулы воды. Электроны проводят больше времени рядом с кислородом, чем с водородом, обеспечивая постоянное разделение зарядов, как показано. Таким образом, вода – это полярная молекула . На него легче воздействуют электростатические силы, чем на молекулы с однородным распределением заряда.

  1. На рис. 3 показано распределение заряда в молекуле воды, которая называется полярной молекулой, потому что ей присуще разделение зарядов. Учитывая полярный характер воды, объясните, какое влияние влажность оказывает на снятие избыточного заряда с предметов.
  2. Используя рисунок 3, объясните в терминах закона Кулона, почему полярная молекула (такая, как на рисунке 3) притягивается как положительными, так и отрицательными зарядами.
  3. Учитывая полярный характер молекул воды, объясните, как ионы в воздухе образуют центры зародышеобразования для капель дождя.

Задачи и упражнения

  1. Какова сила отталкивания между двумя стержневыми шариками, которые находятся на расстоянии 8,00 см друг от друга и имеют одинаковые заряды –30,0 нКл?
  2. (a) Насколько велика сила притяжения между стеклянным стержнем с зарядом 0,700 μ C и шелковой тканью с зарядом –0,600 μ C, которые находятся на расстоянии 12,0 см друг от друга, используя приближение, что они действуют как точки обвинения? (б) Обсудите, как можно повлиять на ответ на эту проблему, если заряды распределены по некоторой территории и не действуют как точечные заряды.
  3. Два точечных заряда действуют друг на друга с силой 5,00 Н. Во что превратится сила, если расстояние между ними увеличить в три раза?
  4. Два точечных заряда сближаются, увеличивая силу между ними в 25 раз. Насколько уменьшилось их разделение?
  5. Как далеко должны быть друг от друга два точечных заряда силой 75,0 нКл (типично для статического электричества), чтобы между ними возникла сила 1,00 Н?
  6. Если два равных заряда по 1 Кл каждый разделены в воздухе на расстояние 1 км, какова величина силы, действующей между ними? Вы увидите, что даже на расстоянии 1 км сила отталкивания значительна, потому что 1 Кл – очень значительная величина заряда.
  7. Испытательный заряд +2 μ C помещается посередине между зарядом +6 μ C и другим зарядом +4 μ C, разделенных 10 см. а) Какова величина силы, действующей на испытательный заряд? (б) Каково направление этой силы (от заряда +6 μ C или к нему)?
  8. Бесплатные заряды не остаются неподвижными, когда они находятся близко друг к другу. Чтобы проиллюстрировать это, рассчитайте ускорение двух изолированных протонов, разделенных расстоянием 2,00 нм (типичное расстояние между атомами газа).Ясно покажите, как вы следуете шагам стратегии решения проблем электростатики.
  9. (a) На какой коэффициент вы должны изменить расстояние между двумя точечными зарядами, чтобы изменить силу между ними в 10 раз? (b) Объясните, как расстояние может увеличиваться или уменьшаться на этот коэффициент и при этом вызывать изменение силы в 10 раз.
  10. Предположим, у вас есть общие затраты q , , которые можно разделить любым способом. После разделения расстояние между ними фиксируется.Как разделить заряд, чтобы добиться максимальной силы?
  11. (a) Обычная прозрачная лента заряжается, когда ее вытягивают из диспенсера. Если одна часть находится над другой, сила отталкивания может быть достаточно большой, чтобы выдержать вес верхней части. Предполагая, что точечные заряды равны (только приблизительно), рассчитайте величину заряда, если электростатическая сила достаточно велика, чтобы выдержать вес 10-миллиграммового отрезка ленты, удерживаемого на 1,00 см выше другого. (б) Обсудите, соответствует ли величина этого заряда величине статического электричества.
  12. (a) Найдите отношение электростатической силы к силе гравитации между двумя электронами. б) Каково это соотношение для двух протонов? (c) Почему соотношение электронов и протонов разное?
  13. На каком расстоянии электростатическая сила между двумя протонами равна весу одного протона?
  14. Некая монета в пять центов содержит 5,00 г никеля. Какая часть электронов атомов никеля, удаленных и помещенных на 1,00 м над ним, выдержала бы вес этой монеты? Атомная масса никеля 58.7, а каждый атом никеля содержит 28 электронов и 28 протонов.
  15. (a) Два точечных заряда общей массой 8,00 µ C оказывают друг на друга силу отталкивания 0,150 Н, когда они разнесены на 0,500 м. Сколько стоит каждый? б) Каков заряд каждого из них, если сила притяжения?
  16. Точечные заряды 5,00 µ C и –3,00 µ C размещены на расстоянии 0,250 м друг от друга. а) Где можно разместить третий заряд, чтобы результирующая сила, действующая на него, была равна нулю? б) Что делать, если оба заряда положительны?
  17. Двухточечные заряды q 1 и q 2 составляют 3.На расстоянии 00 м друг от друга, а их общий заряд составляет 20 µ Кл. (A) Если сила отталкивания между ними составляет 0,075 Н, каковы величины этих двух зарядов? (б) Если один заряд притягивает другой с силой 0,525 Н, каковы величины двух зарядов? Обратите внимание, что вам может потребоваться решить квадратное уравнение, чтобы получить ответ.

Глоссарий

Закон Кулона: математическое уравнение, вычисляющее вектор электростатической силы между двумя заряженными частицами

Кулоновская сила: Другой термин для электростатической силы

электростатическая сила: величина и направление притяжения или отталкивания между двумя заряженными телами

Избранные решения проблем и упражнения

2.{2} \ end {array} \\ [/ latex]

9. (а) 3,2; б) если расстояние увеличится на 3,2, то сила уменьшится в 10 раз; если расстояние уменьшится на 3,2, то сила увеличится в 10 раз.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *