Ce este galvanometrul balistic: funcționarea și utilizările sale

Fostul galvanometru a fost introdus de Johann Schweigger în anul 1820. Dezvoltarea dispozitivului a fost realizată și de Andre Marie Ampere. Fostele modele au îmbunătățit efectul câmpului magnetic care a fost dezvoltat de curent prin numeroase rotații de sârmă. Deci, aceste dispozitive au fost numite și multiplicatoare ca și datorită construcției lor aproape similare. Dar termenul galvanometru a devenit mai popular în 1836. Apoi, după multe îmbunătățiri și progresii, au apărut diferite tipuri de galvanometre. Iar singurul tip este „Galvanometru balistic”. Acest articol explică în mod clar principiul său de lucru, construcția, aplicațiile și avantajele sale.

Ce este galvanometrul balistic?

Galvanometrul balistic este dispozitivul utilizat pentru evaluarea cantității de debit de încărcare care se dezvoltă din fluxul magnetic. Acest dispozitiv este un fel de galvanometru sensibil, denumit și galvanometru oglindă. Spre deosebire de tipul general de galvanometru de măsurare, secțiunea în mișcare a dispozitivului deține un moment mai inerțial, deci oferă un timp îndelungat de oscilație. Funcționează cu adevărat ca un integrator care calculează cantitatea de taxă expulzată din acesta. Acest lucru ar putea fi ca un magnet în mișcare sau ca o bobină în mișcare.

Principiul de funcționare

Principiul din spatele galvanometru balistic de lucru este că măsoară cantitatea de încărcare care curge peste bobina magnetică unde aceasta inițiază bobina să se miște. Când există un debit de încărcare pe bobină, acesta oferă o creștere a actual valoare datorită cuplului generat în bobină, iar acest cuplu dezvoltat funcționează pentru o perioadă mai scurtă de timp.

Construcția galvanometrului balistic

Rezultatul timpului și al cuplului dă forță bobinei și apoi bobina devine mișcare rotativă. Când energia cinetică de pornire a bobinei este utilizată în totalitate pentru funcționare, atunci bobina va începe pentru a ajunge la poziția sa reală. Deci, bobina se leagănă în arena magnetică, iar devierea este apoi indicată în jos de unde ar putea fi măsurată sarcina. Deci, principiul dispozitivului depinde în principal de devierea bobinei care are o relație directă cu cantitatea de încărcare care curge prin el.

Construcția galvanometrului balistic

Construcția unui galvanometru balistic este aceeași ca și galvanometrul cu bobină în mișcare și include două proprietăți în care acestea sunt:

• Dispozitivul are oscilații neamortizate
• De asemenea, are un nivel excepțional de minim electromagnetic amortizare

Galvanometrul balistic este inclus cu sârmă de cupru unde este rulat pe cadrul neconductor al dispozitivului. Bronzul fosforic din galvanometru oprește bobina care este prezentă între polii magnetici. Pentru îmbunătățirea fluxului magnetic, miezul de fier este plasat în interiorul bobinei.

Secțiunea de dedesubt a bobinei este conectată cu arcul unde oferă cuplul de restaurare pentru bobină. Când există un flux de încărcare pe galvanometrul balistic, atunci bobina devine o mișcare și dezvoltă un impuls. Impulsul bobinei are o relație directă cu fluxul de sarcină. Citirea exactă a dispozitivului se realizează prin implementarea unei bobine care menține un moment inerțial crescut.

Momentul de inerție implică faptul că corpul este în opoziție cu cel al mișcării unghiulare. Când există un moment inerțial crescut în bobină, atunci oscilațiile vor fi mai mari. Deci, datorită acestei lecturi precise, se poate realiza.

Teorie detaliată

Teoria detaliată a galvanometrului balistic poate fi explicată cu următoarele ecuații. Luând în considerare exemplul de mai jos, teoria poate fi cunoscută.

Să luăm în considerare o bobină de formă dreptunghiulară care are un număr „N” de rotații care este păstrat într-un câmp magnetic constant. Pentru bobină, lungimea și lățimea sunt „l” și „b”. Deci, suprafața bobinei este

A = l × b

Când există curent de curent peste bobină, atunci cuplul este dezvoltat pe ea. Mărimea cuplu este dat de τ = NiBA

Să presupunem că fluxul de curent pe bobină pentru fiecare perioadă minimă de timp este dt și deci schimbarea curentului este reprezentată ca

τ dt = NiBA dt

Când există curent de curent peste bobină pentru o perioadă de timp de „t” secunde, atunci valoarea este reprezentată ca.

ʃ₀^tτ dt = NBA ʃ₀^tidt = NBAq

unde „q” este cantitatea totală de încărcare care curge peste bobină. Momentul inerțial care există pentru bobină este prezentat ca „I”, iar viteza unghiulară a bobinei este afișată ca „ω”. Expresia de mai jos oferă impulsul unghiular al bobinei și este lω. Este similar cu presiunea aplicată bobinei. Înmulțind cele două ecuații de mai sus, obținem

lw = NBAq

De asemenea, energia cinetică de-a lungul bobinei va avea deviație la unghiul ‘ϴ’ și deviația va fi restabilită cu ajutorul arcului. Este reprezentat de

Restabilirea valorii cuplului = (1/2) cϴ^Două

Valoarea energiei cinetice = (1/2) lw^Două

Deoarece cuplul de refacere al bobinei este similar cu devierea de atunci

(1/2) cϴ^Două= (1/2) lw^Două

cϴ^Două= lw^Două

De asemenea, oscilațiile periodice ale bobinei sunt prezentate mai jos

T = 2∏√ (l / c)

T^Două= (4∏^Douăl / c)

(T^Două/ 4∏^Două) = (l / c)

(CT^Două/ 4∏^Două) = l

In cele din urma, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq

q = (ctϴ) / NBA2∏

q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)

Să presupunem că k = [(ct) / NBA2∏

Apoi q = k ϴ

Deci, ‘k’ este termenul constant al galvanometrului balistic.

Calibrarea galvanometrului

Calibrarea galvanometrului este abordarea cunoașterii valorii constante a dispozitivului cu ajutorul unor metodologii practice. Iată cele două metode ale galvanometrului balistic și acestea sunt

• Printr-o condensator
• Prin inductanță reciprocă

Calibrare folosind condensator

Valoarea constantă a galvanometrului balistic este cunoscută prin valorile de încărcare și descărcare ale condensatorului. Cele de mai jos diagramă galvanometru balistic utilizarea unui condensator arată construcția acestei metode.

Calibrare cu condensator

Construcția este inclusă cu o forță electromotoră necunoscută „E” și un comutator pol „S”. Când comutatorul este conectat la al doilea terminal, atunci condensatorul se deplasează în poziția de încărcare. În același mod, atunci când comutatorul este conectat la primul terminal, atunci condensatorul se deplasează în poziția de descărcare utilizând rezistorul ‘R’ care este conectat în serie la galvanometru. Această descărcare determină devierea în bobină la unghiul „ϴ”. Cu formula de mai jos, constanta galvanometrului poate fi cunoscută și este

Kq = (Q / ϴ₁) = CE/ ϴ₁ măsurată în coulombi pe radian.

Calibrarea folosind inductanța reciprocă

Această metodă are nevoie de bobine primare și secundare, iar constanta galvanometrelor calculează reciprocitatea inductanţă a bobinelor. Prima bobină se alimentează prin sursa de tensiune cunoscută. Datorită inductanței reciproce, va exista dezvoltarea curentului este al doilea circuit și acesta este utilizat pentru calibrarea galvanometrului.

Calibrarea folosind inducția reciprocă

Aplicații pentru galvanometru balistic

Puține dintre aplicații sunt:

• Angajat în sisteme de control
• Utilizat în afișaje cu laser și gravare cu laser
• Utilizat pentru cunoașterea măsurătorilor fotorezistorului în metoda de măsurare a camerelor cu film.

Deci, aici este vorba despre conceptul detaliat al unui galvanometru balistic. Acesta explică în mod clar funcționarea dispozitivului, construcția, calibrarea, aplicațiile și diagrama. De asemenea, este mai important să știm despre ce tipuri sunt în galvanometru balistic și avantaje galvanometrice balistice ?