Как працює барометр. Барометр - прилад для вимірювання атмосферного тиску Яке атмосферний тиск показує барометр анероїд

Атмосферний тиск
  Пам'ятайте, в романі «Золоте теля» Ільфа і Петрова, Великий комбінатор поділився з Адамом Козлевичем новиною, що на кожного з нас, виявляється, тисне стовп повітря силою в 214 кіло? Так, атмосфера має вагу, і вона на нас тисне. Але кожен раз по-різному, і це залежить від погоди. Коли яскраво сяє сонце, тисне сильніше, коли похмуро і капає дощик - тисне слабкіше. Більш того, зміна атмосферного тиску, як правило, відбувається раніше, ніж зміна погоди, тому, виявивши вчасно зміну тиску, ми можемо передбачити: чи піде завтра дощ або сніг, а може навпаки - буде сонячно і сухо. Знати про стан атмосферного тиску корисно і людям, що страждають серцево-судинними захворюваннями, гіпертонією або гіпотонією, а також іншим метеозалежним громадянам. Це дозволить їм заздалегідь вжити заходів для того, щоб краще перенести погодний катаклізм.

Для цих цілей служить спеціальний прилад, званий барометр. Ще в далекому 1644 році (за деякими даними - в 1643-м) учень Галілея, італійський фізик і математик Торрічеллі, виявив, що якщо тонку скляну трубочку заповнити ртуттю і один кінець цієї трубочки, опустити в наповнену ртуттю чашку, то не вся ртуть виллється з трубочки, частина її залишиться. Причому рівень ртуті в трубочці буде залежати від погоди за вікном.
  Так народився перший ртутний барометр, а величину атмосферного тиску до сих пір продовжують вимірювати в міліметрах ртутного стовпа. І навіть після запровадження міжнародної метричної системи вимірів СІ, гектопаскалі так і не змогли витіснити старі добрі міліметри ртутного стовпа. Чи не змогли ці міліметри витіснити навіть бари, незважаючи на назву приладу -.

Як і в глухому середньовіччі XVII-го століття, на метеостанціях тиск досі вимірюють ртутними барометрами, оскільки цей метод вважається найбільш точним. Ртуть - речовина не дуже корисне для здоров'я, тому один кінець трубочки заповненої цим рідким металом запаяний наглухо, а інший - опущений в ємність з рідиною.

У побуті ж частіше використовують так званий барометр-анероїд, тобто безжідкостний.

Чутливим елементом такого приладу є невелика гофрована коробочка, з якої злегка викачане повітря, щоб створити невелике розрідження. Ця коробочка зменшується або збільшується в розмірах залежно від величини атмосферного тиску, а стрілка, поєднана з коробочкою за допомогою пружин і важелів, вказує його значення на шкалі. Барометр-анероїд - це не тільки прилад, це може бути сувенір і прекрасний подарунок. Він, як настінні або настільний годинник, часто служить прикрасою інтер'єру.

Найпростіший барометр можна зробити самому з гілочки хвойного дерева. Якщо взяти гілочку ялиці або сосни, залишити на ній одну довгу голочку (а решта видалити) і закріпити вертикально на дощечці так, щоб голці нічого не заважало рухатися, то голка буде підніматися до ясної погоди і опускатися до дощу. А ще в якості барометра може виступати електричний транспорт, який має контактну мережу - трамвай, тролейбус, електричка. Справа в тому, що при високому атмосферному тиску іскри, що виникають іноді між проводом і струмознімачем, матимуть яскраво-синю, трохи фіолетове забарвлення. При нормальному тиску вони будуть синьо-блакитними, а при низькому - відтінок стане злегка зеленуватим.

Як користуватися барометром?

- Барометр падає!
  - Тримай його, а то розіб'ється!
  Вельми відомий каламбур, чи не так? Так, в побуті при різкому зниженні тиску дуже часто говорять, що барометр «падає».

Користуватися барометром дуже легко - треба тільки подивитися, куди вказує стрілка приладу. На шкалі, крім поділів із зазначенням абсолютних значень, ще є зони, позначені як «шторм», «дощ», «змінно», «ясно», «суша», або іншими аналогічними словами. Зазвичай у приладу є дві стрілки - одна рухома, пов'язана з чутливим елементом (анероїдних коробочкою), іншу ви можете повертати самі як стрілку дзвінка будильника. Для чого вона? Якщо ви поєднаєте її з рухомою стрілкою, що вказує стан атмосферного тиску в даний момент, то зможете спостерігати, в який бік рухома стрілка відхилиться через якийсь час. Ви будете знати, чи відбувається збільшення тиску або барометр, все-таки, падає.

Наостанок хочеться навести один анекдот. На іспиті студента запитали: як за допомогою барометра виміряти відстань від землі до даху висотного будинку? Студент відразу ж запропонував кілька способів вимірювання, наприклад, скинути барометр з даху, засікти за секундоміром час падіння і, знаючи масу приладу, розрахувати його середню швидкість - по ній можна обчислити і висоту. Другий спосіб - виміряти лінійкою діаметр барометра, потім, прикладаючи його до стіни, піднятися на дах по пожежній драбині і дізнатися висоту будівлі в барометрах, після чого її легко перевести в сантиметри або в метри. Третій спосіб - зайти до кербуду, показати йому барометр і сказати:
  - Дивись, яка гарна штучка, я тобі її подарую, якщо ти мені скажеш висоту цього будинку!

Насправді висота будівлі обчислюється за різницею тиску на землі і на даху цього будинку. Адже чим вище ми піднімаємося, тим менше висота повітряного стовпа, так що вразив своєю масою уяву Остапа Бендера. Тому, знімаючи показання барометра де-небудь на двадцять п'ятому поверсі, слід враховувати, що нормальний тиск для цієї висоти трохи нижче, ніж у поверхні землі.

Часто вимагають настройки. Це потрібно робити для того, щоб похибка пристрою не заважала правильно передбачати майбутню погоду. Якщо ж барометр буде сильно збиватися, то і руху його стрілки будуть невірно відображати падіння або підвищення тиску.

Багато самі налаштовують і калібрують барометри. Інтернет-магазин пропонує купити механічні анероїди, які легко вивчити і виправити самому в разі потреби. Для того, щоб правильно налаштувати барометри домашні, дотримуйтесь наших порад, викладених нижче.

Як зрозуміти, що барометр потрібно налаштувати?

Перевірте показання вашого приладу. Простежте: порівняйте його дані з тими, які транслюють по радіо, телебаченню, або зі зведенням гідрометеоцентру. Для порівняння беріть ті відомості, які даються саме для вашого регіону. Не можна звіряти показання домашнього барометра з даними для сусідньої області: на відстані декількох кілометрів ці цифри можуть значно різнитися.

Нормальна похибка може становити до 8 мм. рт. ст. Якщо ваш барометр не перевищує допустиме значення помилки, то устан Аіва його не потрібно. Якщо ж прилад показує дані саме з такою або більшою похибкою, то його потрібно відкалібрувати. Зробити це нескладно, після прочитання цієї статті стане абсолютно ясно, як правильно налаштовувати барометри. Інтернет-магазин являє механічні моделі, в яких нескладно розібратися, варто лише тільки слідувати нашим покроковим радам.

Як налаштувати барометр?

· Знайдіть тонку чорну стрілку. Вона називається указательной і потрібна нам для того, щоб правильно виставити рівень моря, на якому знаходиться прилад.

· На задній панелі барометра є великий регулювальний гвинт. Візьміть звичайний гайковий ключ, що підходить за розміром, і за допомогою нього проверніть регулювальний гвинт так, щоб чорна вказівний стрілка показувала рівень моря, який вірний для вашого міста.

· Ще раз перевірте правильне положення стрілки.

· Уточніть дані по атмосферному тиску, правильні для вашого місця розташування. Скористайтеся зведенням новин або прогнозом погоди.

· За допомогою центральної ручки барометра поверніть другу стрілку так, щоб вона точно вказувала ці дані.

· Повісьте барометр на стіну або поставте його на стіл. Переконайтеся, що він правильно працює: нахиліть весь корпус приладу приблизно на 45 градусів. Якщо тонка чорна вказівний стрілка провернеться за годинниковою, то з вашим барометром все в порядку: це нормальна реакція пристрою на зміну положення. А ось якщо стрілка зробить поворот - зверніться до фахівця. Можливо, з приладом неприємності або неполадка.

Перевіряючи свій домашній барометр, не забувайте, що звірятися потрібно з точними зведеннями. Крім того, бажано, щоб прилад знаходився на тій же висоті над рівнем моря, на якій і ви - інакше прогноз погоди, зроблений по такому пристрою не матиме ніякого сенсу. Також зверніть увагу і на правильну установку або монтаж барометра: тільки вірне розташування приладу зробить його свідчення точними. Але, з іншого боку, пам'ятайте: немає ніякої різниці, буде стояти прилад в квартирі або будинку, або ж перебувати на вулиці. При правильній установці, барометр буде показувати зміни в атмосферному тиску вірно.

Більшість барометрів не вимагають частої калібрування або настройки. Це довговічний прилад, який призначений для багатьох років роботи. Перш, ніж робити якісь дії, перевірте гарненько, чи дійсно існує похибка в його показаннях.

Барометри можуть бути анероїдних і ртутними. Слово «анероїд» означає «безжідкостний». Принцип дії такого барометра досить простий: зміни атмосферного тиску призводять до зміни геометричних розмірів анероїда, в результаті стрілка на шкалі переміщається. Такі барометри не містять в собі небезпечних елементів, тому підходять для використання в, в туристичного походу.

Крім анероїдних, існують і прилади, в яких для вимірювання атмосферного тиску застосовується ртуть. Під дією атмосферного тиску змінюється висота ртутного стовпа. Показання цих барометрів є більш точними, саме такі прилади застосовуються на метеорологічних станціях. Ртуть і її пари становлять небезпеку для людини, тому подібні пристрої не використовують в умовах.

У продажу можна знайти електронні барометри, як правило, вони входять до складу домашніх метеостанцій. Такі комплексні прилади показують також ряд інших величин (наприклад, температуру і вологість повітря) і дозволяють досить точно спрогнозувати погоду на найближчий час. Цифрові пристрої менш чутливі до трясці, тому їх добре використовувати в морських подорожах.

Використання барометра

Користуватися анероїдних барометром нескладно. Потрібно подивитися, на яке значення вказує стрілка приладу. На шкалі барометра є зони, які позначені як «суша», «ясно», «змінно», «дощ», «шторм», а також розподілу із зазначенням абсолютних значень. Якщо тиск знижується - очікуються опади, якщо підвищується - буде ясно. Як правило, барометр має дві стрілки - одну рухливу, вона пов'язана з анероїдних коробочкою, а другу можна повертати. Якщо її поєднати зі стрілкою, яка б показала величину атмосферного тиску, через деякий час можна спостерігати, в який бік відхилиться рухома стрілка.

Нормальним вважається атмосферний тиск 760 мм рт. ст. при температурі повітря 15 ° С на так званому рівні моря. Домашні барометри можуть вимірювати його величину в діапазоні 700-800 мм рт. ст. на висоті не більше 300 м над рівнем моря. Падіння тиску означає погіршення погодних умов, наближення дощів або снігопадів. Зони з низьким тиском називаються циклонами. Антициклони - це зони з підвищеним тиск, їх наближення означає наступ гарної погоди. Барометр налаштовують, якщо його показання відрізняються від показань місцевої метеостанції більше, ніж на 8 мм рт. ст. Для цих цілей передбачений регулювальний гвинт, що знаходиться в задній частині корпусу. При налагодженні потрібно повернути його на кут не більше 45 градусів.

Зміст статті

БАРОМЕТР,прилад для вимірювання тиску атмосферного повітря. Тиск є сила, що діє на одиницю площі поверхні. Земна атмосфера, що простягається на сотні кілометрів вгору, тисне на поверхню Землі; барометр і служить для вимірювання цього тиску. Атмосферний, або барометричний, тиск вимірюється в міліметрах ртутного стовпа і в паскалях ( див. нижче).

Зміни атмосферного тиску, як правило, бувають пов'язані зі змінами погодних умов. Тиск звичайно падає перед негодою, а його підвищення віщує гарну погоду. Відзначаючи на карті зміни тиску, можна визначати напрямок вітрів і переміщення циклонів. Лінії рівного тиску називаються изобарами від грец. isos (рівний) і baros (тяжкість). Барометри були пристосовані для вимірювання висоти, так як тиск атмосферного повітря зменшується зі збільшенням висоти над рівнем моря. Такими приладами (альтиметрами) обладнуються літаки, їх беруть з собою альпіністи.

Існують два основних типи барометрів - ртутний і анероїд. Ртутний барометр більш точний і надійний, ніж анероїд. Анероїд ж більш компактний і зручний, його можна зробити кишеньковим.

Ртутний барометр.

Ртутний барометр показує атмосферний тиск як висоту ртутного стовпа, яку можна виміряти по прикріпленою поруч шкалою. У найпростішому вигляді (рис. 1) він являє собою наповнену ртуттю скляну трубку завдовжки бл. 80 см, запаяну на одному кінці і відкриту з іншого, занурену відкритим кінцем в чашку (іноді називається цистерною) зі ртуттю. У барометрической трубці немає повітря, і простір в її верхній частині називається торрічелліевой порожнечею.

Щоб зробити ртутний барометр, потрібно спочатку наповнити трубку ртуттю. Потім, закривши відкритий кінець трубки, занурити його в ртуть, що знаходиться в чашці. Варто відняти перешкоду з зануреного кінця трубки, як ртуть у трубці опуститься настільки, що тиск її стовпа урівноважиться атмосферним тиском, що діє на поверхню ртуті в чашці. Після цього атмосферний тиск можна виміряти як висоту h  стовпа ртуті, який воно врівноважує. При зміні атмосферного тиску висота стовпа буде змінюватися. Середнє атмосферний тиск дорівнює 760 мм рт.ст. (1 мм рт.ст. \u003d 133,3 Па).

Анероїд.

У анероїда (рис. 2) рідини немає (грец. «Анероїд» - «безводний»). Він показує атмосферний тиск, що діє на гофровану тонкостенную металеву коробку, в якій створено розрідження. При зниженні атмосферного тиску коробка злегка розширюється, а при підвищенні - стискається і впливає на прикріплену до неї пружину. На практиці часто використовується кілька (до десяти) анероїдних коробок, з'єднаних послідовно, і є важільна передавальна система, яка повертає стрілку, що рухається по круговій шкалі, проградуірованной по ртутному барометру. Як і у сифонного ртутного барометра (рис. 1), на шкалі анероїда можуть бути зроблені написи ( «дощ», «змінно», «ясно», «дуже сухо»), що вказують на погодні умови.

Анероїд менше ртутного барометра, і його свідчення легше знімати. Їм можна користуватися в експедиційних умовах, на морських судах, літаках і ін. Якщо до його стрілкою прикріпити перо, то він буде записувати свідчення. Такі барографи, тобто анероїди, реєструють барометричний тиск, є на всіх метеостанціях.

У сімнадцятому столітті людству став відомий і доведений факт, що повітря має певну вагу. Припущення його тиску на різні предмети було доведено за допомогою особливого приладу - барометра. Про нього піде мова в цій статті.

Прилад, який визначає тиск повітря

Для початку дамо визначення. Барометр - це прилад для вимірювання певного тиску повітря на предмети. Його винахідником став Е. Торрічеллі. У 1644 році барометр був трубку зі ртуттю та вимірювальною шкалою. У день, коли проводилися випробування барометра, рівень ртуті знаходився на позначці 760 мм, що і послужило приводом вважати позначку на цьому рівні нормальним тиском. Такі прилади до сих пір використовуються метеорологічними станціями.

Через два століття, після винаходу ртутного барометра в результаті безлічі досліджень був сконструйований Люсьеном Віді принципово новий безжідкостний вид. Згодом названий барометром-анероїдом. Протягом всього часу існування анероїди набули неабиякої популярності у багатьох користувачів, адже мають невеликий розмір, легкі й точні. У порівнянні з ртутними барометрами - анероїди повністю безпечні у використанні.

види барометрів

Ртутний - прилад, що вимірює тиск. Принцип дії полягає в русі ртуті, щодо завданої шкали.

Рідинний - прилад, за допомогою якого рівень тиску вимірюється уравновешиванием ваги стовпа рідини атмосферним тиском.

Барометр-анероїд - принцип дії і відображення показників грунтується на зміні розмірів герметичній металевої коробки, заповненої розрідженим повітрям, під дією на її поверхню атмосферного тиску.

Електронний - це сучасний вид приладу, який перетворює лінійні показники класичного анероїда в електронний сигнал. Оброблені мікропроцесором сигнали, відображаються на рідкокристалічному екрані.

Барометр-анероїд - це найпоширеніший з перерахованих вище приладів, завдяки своїм невеликим розмірам і отсутсвии рідини в механізмі. Розглянемо його більш детально.

Будова атмосферного барометра

• Кругла срібно-нікелева пластина.
• Коробка з ребристими підставами.
• Передавальний механізм.
• Поворотна пружина.
• Вказівна стрілка.

Атмосферне барометр - принцип роботи

У зібраному вигляді анероїд - це коробка з різними механізмами. Коли з неї відкачують певну кількість повітря, це створює сильне розрядження поворотної пружини, указательной стрілки і передавального між ними механізму. Під дією тиску стінки «барокамери» скорочуються або збільшуються в розмірах, а вказівний стрілка починає рухатися щодо вимірювальної шкали в сторону підвищення або зниження тиску, відповідно. У спокійному стані стрілка буде перебувати на позначці в 760 мм.

Самозапісивающій барометр

Використовується для запису метеорологічних даних щодо коливань атмосферного тиску. Іншими словами, це вдосконалений барометр-анероїд, з додаванням в барокамеру годинникового механізму, апарату утримує проградуювати папір і стрілки-приводу, яка наносить на папір чорнильну лінію.

Зображуваний «малюнок» на папері приладу називається барограмі. В процесі роботи барографа, відповідно до годинних показниками, механізм намотує на свою основу спеціальний папір, по поверхні якої ковзає і зазначає показники відхилень атмосферного тиску прикріплена стрілка з чорнилом.

Показники розбіжностей тиску фіксуються постійно. Для метеорологів це основний документальний факт зміни погоди найближчим часом. Залежно від розмірів барабана - тривалість фіксації записи може становити від декількох годин до одного тижня. Особлива конструкція дозволяє знімати показники і стежити за атмосферними показниками в будь-який час.

Барометр в телефоні - що це

Технології не стоять на місці, і тепер виміряти атмосферний тиск можна за допомогою мобільного пристрою. Багато користувачів сучасних гаджетів, зіткнувшись з новою функцією, задаються питанням - барометр в телефоні, що це? Сучасна мініатюрна метеостанція дозволяє користувачеві телефону постійно перевіряти в електронному вигляді рівень атмосферного тиску. Відстеживши показники тиску за певний час, можна дізнатися - наближається циклон або антициклон. Ці показники будуть корисні для людей з підвищеною чутливістю до різких перепадів тиску.

Можливості мобільного пристрою на цьому не зупиняються. В електронному вигляді воно показує висоту, географічну ширину і довготу, що, в свою чергу, сприяє швидшому пошуку апарату і визначення точного місця його знаходження. Завдяки супутникам GPS процес швидкий і точний. Мобільний барометр - це точний висотомір. Точність знаходження користувача зводяться до радіусу в 3 метри. Саме такими приладами користуються альпіністи в горах. Але більшу популярність вони придбали в авіаційній сфері.

Барометр, вбудований в годинник

З'явився порівняно недавно. Мало хто знає, для чого цей прилад, і більшість задаються питанням - барометр в годиннику, що це таке?

Постараємося розібратися. Барометр в певних видах годин представлений в електронному або механічному вигляді. Електронний вигляд - нічим не відрізняється від подачі даних атмосферного тиску і їх виведення на екран, як на телефоні. Годинники з механічним відображенням тиску є ідеально точною міні-копією анероїда. Різниця лише в спрощеній шкалою відображення показань. Вартість годинника-барометрів досить велика, але, як правило, вони протиударні і водонепроникні.

«Нестандартний барометр»

Завдяки своїм основоположників його називають Гарвардським. Економічний барометр лежить в основі формування економетрики. Пророкує зміну кон'юнктури, динаміки попиту і пропозиції і т.п. Гарвардський барометр - це опис емпіричних закономірностей і екстраполяції за останні місяці спостереження. В їх основу включено дослідження динаміки розвитку різних показників економіки.

Прогноз розвитку відображався в графічному вигляді. Кожна крива лінія, нанесена на графік, відображала той чи інший показник. Наприклад, крива «А» відображала зміни середніх біржових курсів (фондовий ринок); крива «В» відображала індекс оптових цін і зміни товарообігу (виробництва); крива «С» - відображала зростання або падіння курсу цінних паперів на грошовому ринку. В ідеальному стані графіка - показники «А» і «С» повинні збігатися на рівні максимуму першої одиниці і мінімумі кривої другий одиниці.

Завдяки керівництву У. Персонс і У. Мітчелла - такого роду приладом США користувалися до 1925 року. Гарвардський барометр Мітчелла - це перший потужний регулятор і показник чинників в народному господарстві країни. З огляду на популярність і ефективність такого побудови і відображення фактів - цей метод взяли на озброєння багато країн по всій земній кулі. Але перспектива розвитку багатьох країн по цьому співвідношенню показників в економіці довго не проіснувало, адже до початку і після Другої Світової Війни - в процентному співвідношенні вони стали неактуальними. Економіки всіх країн, які брали участь у війні, були в повному занепаді, і для вирішення підняття «з колін» кожна країна застосовувала свої методи для стабілізації власної грошової валюти. Старі методи підняття показників (виведення з кризи) зовсім не застосовувалися, але основи, закладені Мітчеллом, стали прецедентом для світової економіки.

манометр

Варто відзначити ще один пристрій, який також вимірює тиск, тільки не повітря, а газів і рідин - цей прилад називається манометр. Ці два прилади дуже взаємопов'язані. Сума показань манометра і барометра - це тиск абсолютний, яке має більший показник, ніж атмосферний.

висновок

У сучасному світі барометр - це один з головних приладів метеорології. Зазначені показники на папері допомагають багатьом людям дізнатися про майбутні зміни атмосферного тиску, відповідно, до них підготуватися. Це більшою мірою стосується гіпертоніків. Барометр - це необов'язковий предмет в будинку, але як допоміжний елемент або на додачу до інтер'єру - бажаний. Сучасне обрамлення такого потрібного приладу дозволяє його вписати в будь-який інтер'єрне рішення.