Što je balistički galvanometar: rad i njegova upotreba

Nekadašnji galvanometar uveo je Johann Schweigger 1820. Razvojem uređaja također se bavio Andre Marie Ampere. Prijašnji dizajni pojačali su učinak magnetskog polja koje je struja razvila kroz veliki broj zavoja žice. Dakle, ti su uređaji zvani i umnožitelji zbog gotovo slične konstrukcije. Ali pojam galvanometar je bio popularniji do 1836. Tada su, nakon mnogih poboljšanja i progresija, postojale razne vrste galvanometara. A jedna vrsta je 'balistički galvanometar'. Ovaj članak jasno objašnjava njegovo načelo rada, konstrukciju, primjene i prednosti.

Što je balistički galvanometar?

Balistički galvanometar je uređaj koji se koristi za procjenu količine protoka naboja koji se razvija iz magnetskog toka. Ovaj je uređaj svojevrsni osjetljivi galvanometar koji se naziva i zrcalni galvanometar. Za razliku od opće vrste mjernog galvanometra, pokretni dio uređaja drži inercijski moment, tako da pruža dugo vrijeme oscilacija. Stvarno djeluje kao integrator izračunavajući količinu naboja izbačenog iz njega. To može biti poput pokretnog magneta ili poput zavojnice.

Princip rada

Načelo iza balistički galvanometar radi jest da mjeri količinu naboja koji teče preko magnetske zavojnice tamo gdje ona pokreće zavojnicu. Kad kroz zavojnicu teče naboj, to osigurava povećanje Trenutno vrijednost zbog momenta koji se generira u zavojnici, a ovaj razvijeni moment djeluje kraće vrijeme.

Izgradnja balističkog galvanometra

Rezultat vremena i momenta daje silu zavojnici, a zatim zavojnica dobiva rotacijsko gibanje. Kada se početna kinetička energija zavojnice u potpunosti iskoristi za rad, tada će zavojnica krenuti u svoj stvarni položaj. Dakle, zavojnica se ljulja u magnetskoj areni, a otklon se zatim navodi prema dolje od mjesta na kojem se naboj može mjeriti. Dakle, princip uređaja uglavnom ovisi o otklonu zavojnice koji ima izravan odnos s količinom naboja koji kroz njega teče.

Izgradnja balističkog galvanometra

Konstrukcija balističkog galvanometra jednaka je kao i galvanometar sa pomičnom zavojnicom i uključuje dva svojstva:

• Uređaj ima prigušene oscilacije
• Također ima izuzetno minimalan elektromagnetski prigušivanje

Balistički galvanometar uključen je u bakrenu žicu gdje se kotrlja preko neprovodnog okvira uređaja. Fosforna bronca u galvanometru zaustavlja zavojnicu koja se nalazi između magnetskih polova. Za pojačavanje magnetskog toka, željezna jezgra smještena je unutar zavojnice.

Donji dio zavojnice povezan je s oprugom gdje daje obrtni moment zavojnice. Kada kroz balistički galvanometar struji naboj, tada se zavojnica pokreće i razvija impuls. Impuls zavojnice ima izravan odnos s protokom naboja. Precizno očitavanje u uređaju postiže se primjenom zavojnice koja drži povećani inercijski moment.

Trenutak tromosti implicira da je tijelo u suprotnosti s kutnim kretanjem. Kada se u zavojnici poveća inercijski moment, tada će oscilacije biti veće. Dakle, zbog ovog se preciznog čitanja može postići.

Detaljna teorija

Detaljna teorija balističkog galvanometra može se objasniti sljedećim jednadžbama. Razmatrajući donji primjer, teorija se može upoznati.

Razmotrimo zavojnicu pravokutnog oblika koja ima ‘N’ broj zavoja koji se drži u konstantnom magnetskom polju. Za zavojnicu su duljina i širina 'l' i 'b'. Dakle, površina zavojnice je

A = l × b

Kad kroz zavojnicu teče struja, tada se na njoj razvija moment. Veličina obrtni moment dana je τ = NiBA

Pretpostavimo da je protok struje kroz zavojnicu za svako minimalno vremensko razdoblje dt, pa je promjena struje prikazana kao

τ dt = NiBA dt

Kada kroz zavojnicu teče struja tijekom vremenskog razdoblja od „t“ sekundi, tada se vrijednost prikazuje kao

ʃ₀^tτ dt = NBA ʃ₀^tidt = NBAq

gdje je 'q' ukupna količina naboja koji teče preko zavojnice. Inercijski moment koji postoji za zavojnicu prikazan je kao 'I', a kutna brzina zavojnice kao 'ω'. Izraz u nastavku daje kutni moment zavojnice i on je lω. Sličan je pritisku koji se primjenjuje na zavojnicu. Množenjem gornje dvije jednadžbe dobivamo

lw = NBAq

Također, kinetička energija preko zavojnice imat će otklon pod kutom ϴ, a otklon će se obnoviti pomoću opruge. Zastupljen je sa

Vraćanje vrijednosti momenta = (1/2) cϴ^dva

Vrijednost kinetičke energije = (1/2) lw^dva

Kako je moment obnavljanja zavojnice sličan otklonu tada

(1/2) cϴ^dva= (1/2) lw^dva

cϴ^dva= lw^dva

Također su prikazana periodična titranja zavojnice kao što je prikazano u nastavku

T = 2∏√ (l / c)

T^dva= (4∏^dval / c)

(T^dva/ 4∏^dva) = (l / c)

(cT^dva/ 4∏^dva) = l

Konačno, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq

q = (ctϴ) / NBA2∏

q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)

Pretpostavimo da je k = [(ct) / NBA2∏

Tada je q = k ϴ

Dakle, ‘k’ je konstantni pojam balističkog galvanometra.

Kalibracija galvanometra

Kalibracija galvanometra pristup je poznavanju konstantne vrijednosti uređaja uz pomoć nekih praktičnih metodologija. Evo dvije metode balističkog galvanometra i to su

• Kroz a kondenzator
• Kroz međusobnu induktivnost

Kalibracija pomoću kondenzatora

Konstantna vrijednost balističkog galvanometra poznata je s vrijednostima punjenja i pražnjenja kondenzatora. U nastavku dijagram balističkog galvanometra pomoću kondenzatora pokazuje konstrukciju ove metode.

Kalibracija pomoću kondenzatora

Konstrukcija je uključena s nepoznatom elektromotornom silom 'E' i prekidačem pola 'S'. Kad se prekidač spoji na drugi terminal, kondenzator se pomakne u položaj za punjenje. Na isti način, kada se prekidač spoji na prvi terminal, tada se kondenzator pomiče u položaj pražnjenja pomoću otpornika 'R' koji je serijski povezan s galvanometrom. Ovo pražnjenje uzrokuje otklon u zavojnici pod kutom ϴ. S dolje navedenom formulom, galvanometrska konstanta može biti poznata i jest

Kq = (Q / ϴ₁) = CE / ϴ₁ mjereno u kulonima po radijanu.

Kalibracija pomoću međusobne induktivnosti

Ovoj metodi trebaju primarne i sekundarne zavojnice, a konstanta galvanometara izračunava međusobne vrijednosti induktivitet zavojnica. Prva zavojnica dobiva energiju kroz poznati izvor napona. Zbog međusobne induktivnosti, doći će do razvoja struje, drugi je krug i to se koristi za kalibraciju galvanometra.

Kalibracija pomoću međusobne indukcije

Primjene balističkih galvanometara

Nekoliko aplikacija je:

• Zaposlen u sustavima upravljanja
• Koristi se u laserskim zaslonima i laserskom graviranju
• Koristi se za poznavanje mjerenja fotootpornika u metodi mjerenja filmskih kamera.

Dakle, ovdje se radi o detaljnom konceptu balističkog galvanometra. Jasno objašnjava rad uređaja, konstrukciju, kalibraciju, primjene i dijagram. Također je važnije znati koje su vrste balističkih galvanometra i prednosti balističkog galvanometra ?