Dawny galwanometr został wprowadzony przez Johanna Schweiggera w 1820 roku. Rozwój urządzenia wykonał również Andre Marie Ampere. Wcześniejsze projekty wzmacniały efekt pola magnetycznego, które zostało wytworzone przez prąd w wyniku wielu zwojów drutu. Tak więc te urządzenia były również nazywane mnożnikami, ponieważ ich prawie podobna konstrukcja. Ale termin galwanometr był bardziej popularny w 1836 roku. Następnie, po wielu ulepszeniach i postępach, powstały różne typy galwanometrów. A jednym z nich jest „galwanometr balistyczny”. Ten artykuł jasno wyjaśnia jego zasadę działania, budowę, zastosowania i zalety.

Co to jest galwanometr balistyczny?

Galwanometr balistyczny jest urządzeniem służącym do oceny wielkości przepływu ładunku, który jest wytwarzany ze strumienia magnetycznego. To urządzenie jest rodzajem czułego galwanometru, który jest również nazywany galwanometrem lustrzanym. W przeciwieństwie do zwykłego galwanometru pomiarowego, część ruchoma urządzenia posiada bardziej bezwładny moment, dzięki czemu zapewnia długi czas oscylacji. Naprawdę działa jako integrator obliczający ilość wyrzuconego z niego ładunku. Może to być jak ruchomy magnes lub ruchoma cewka.

Zasada działania

Zasada działania działa galwanometr balistyczny polega na tym, że mierzy ilość ładunku, który przepływa przez cewkę magnetyczną, gdzie inicjuje ruch cewki. Przepływ ładunku przez cewkę zapewnia wzrost obecny wartość ze względu na moment obrotowy generowany w cewce, a ten rozwinięty moment obrotowy działa przez krótszy okres czasu.

Konstrukcja galwanometru balistycznego

Wynik czasu i momentu obrotowego daje siłę na cewkę, a następnie cewka zaczyna się obracać. Gdy początkowa energia kinetyczna cewki zostanie całkowicie wykorzystana do działania, cewka rozpocznie pracę, aby dostać się do swojego rzeczywistego położenia. Zatem cewka kołysze się na arenie magnetycznej, a następnie określa się odchylenie od miejsca, w którym można zmierzyć ładunek. Tak więc zasada działania urządzenia zależy głównie od odchylenia cewki, która ma bezpośredni związek z ilością ładunku, który przepływa przez nią.

Konstrukcja galwanometru balistycznego

Konstrukcja galwanometru balistycznego jest taka sama, jak galwanometru z ruchomą cewką i ma dwie właściwości, a mianowicie:

Urządzenie posiada niewytłumione oscylacje
Ma też wyjątkowo minimalne elektromagnetyczny tłumienie

Galwanometr balistyczny jest dostarczany z miedzianym drutem, który jest zwijany po nieprzewodzącej ramie urządzenia. Brąz fosforowy w galwanometrze zatrzymuje cewkę, która znajduje się między biegunami magnetycznymi. W celu wzmocnienia strumienia magnetycznego żelazny rdzeń jest umieszczony wewnątrz cewki.

Część dolna cewki jest połączona ze sprężyną, gdzie zapewnia moment obrotowy przywracający cewkę. Gdy przez galwanometr balistyczny przepływa ładunek, cewka zaczyna się poruszać i wytwarza impuls. Impuls cewki ma bezpośredni związek z przepływem ładunku. Dokładny odczyt w urządzeniu uzyskuje się dzięki zastosowaniu cewki, która utrzymuje zwiększony moment bezwładności.

Moment bezwładności oznacza, że ciało jest przeciwne ruchowi kątowemu. Kiedy w cewce jest zwiększony moment bezwładności, oscylacje będą większe. Tak więc, dzięki temu precyzyjnemu odczytowi można osiągnąć.

Szczegółowa teoria

Szczegółową teorię galwanometru balistycznego można wyjaśnić za pomocą następujących równań. Rozważając poniższy przykład, teorię można poznać.

Rozważmy prostokątną cewkę o liczbie zwojów „N” utrzymywanej w stałym polu magnetycznym. W przypadku kręgu długość i szerokość to „l” i „b”. Tak więc obszar cewki wynosi

A = l × b

Kiedy przez cewkę przepływa prąd, powstaje na niej moment obrotowy. Wielkość moment obrotowy jest dana przez τ = NiBA

Załóżmy, że przepływ prądu przez cewkę dla każdego minimalnego okresu czasu wynosi dt, a zatem zmiana prądu jest reprezentowana jako

“rzeczy, które wykorzystują prąd przemienny ”

τ dt = NiBA dt

Jeśli przez cewkę przepływa prąd przez okres „t” sekund, wartość jest reprezentowana jako

ʃ₀^tτ dt = NBA ʃ₀^tidt = NBAq

gdzie „q” jest całkowitą ilością ładunku przepływającego przez cewkę. Moment bezwładności cewki jest oznaczony jako „I”, a prędkość kątowa cewki jako „ω”. Poniższe wyrażenie podaje moment pędu cewki i wynosi lω. Jest podobny do nacisku wywieranego na cewkę. Mnożąc powyższe dwa równania, otrzymujemy

lw = NBAq

Ponadto energia kinetyczna w cewce będzie miała ugięcie pod kątem „ϴ”, a ugięcie zostanie przywrócone za pomocą sprężyny. Jest reprezentowany przez

Przywracanie wartości momentu obrotowego = (1/2) cϴ^dwa

Wartość energii kinetycznej = (1/2) lw^dwa

Ponieważ moment przywracający cewki jest podobny do ugięcia wtedy

(1/2) cϴ^dwa= (1/2) lw^dwa

cϴ^dwa= lw^dwa

Ponadto okresowe oscylacje cewki pokazano poniżej

T = 2∏√ (l / c)

T^dwa= (4∏^dwal / c)

(T^dwa/ 4∏^dwa) = (l / c)

“jaki jest symbol baterii? ”

(cT^dwa/ 4∏^dwa) = l

Wreszcie, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq

q = (ctϴ) / NBA2∏

q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)

“różne rodzaje list energii odnawialnej ”

Załóżmy, że k = [(ct) / NBA2∏

Wtedy q = k ϴ

Tak więc „k” jest stałym elementem galwanometru balistycznego.

Kalibracja galwanometru

Kalibracja galwanometru polega na poznaniu stałej wartości urządzenia z pomocą kilku praktycznych metod. Oto dwie metody galwanometru balistycznego i to są

Poprzez a kondensator
Poprzez wzajemną indukcyjność

Kalibracja za pomocą kondensatora

Stała wartość galwanometru balistycznego jest znana z wartości ładowania i rozładowania kondensatora. Poniżej Schemat galwanometru balistycznego użycie kondensatora pokazuje budowę tej metody.

Kalibracja za pomocą kondensatora

Konstrukcja zawiera nieznaną siłę elektromotoryczną „E” i łącznik biegunowy „S”. Gdy przełącznik zostanie podłączony do drugiego zacisku, kondensator przesunie się do pozycji ładowania. W ten sam sposób, gdy przełącznik zostanie podłączony do pierwszego zacisku, kondensator przesunie się do pozycji rozładowania za pomocą rezystora „R”, który jest połączony szeregowo z galwanometrem. To rozładowanie powoduje odchylenie cewki pod kątem „ϴ”. Z poniższego wzoru można poznać stałą galwanometru i tak jest

Kq = (Q / ϴ₁) = CE / ϴ₁ mierzona w kulombach na radian.

Kalibracja przy użyciu wzajemnej indukcyjności

Ta metoda wymaga cewek pierwotnych i wtórnych, a stała galwanometrów oblicza wzajemną indukcyjność cewek. Pierwsza cewka jest zasilana przez znane źródło napięcia. Z powodu wzajemnej indukcyjności nastąpi rozwój prądu w drugim obwodzie, który jest wykorzystywany do kalibracji galwanometru.

Kalibracja z wykorzystaniem wzajemnej indukcji

Zastosowania galwanometru balistycznego

Niewiele aplikacji to:

Stosowany w systemach sterowania
Używany w wyświetlaczach laserowych i grawerowaniu laserowym
Służy do poznania pomiarów fotorezystorów w metodzie pomiarowej kamer filmowych.

A więc chodzi o szczegółową koncepcję galwanometru balistycznego. Wyjaśnia jasno działanie urządzenia, konstrukcję, kalibrację, zastosowania i schemat. Ważniejsze jest również, aby wiedzieć, jakie typy są w galwanometrze balistycznym i Zalety galwanometru balistycznego ?