Nekdanji galvanometer je leta 1820 predstavil Johann Schweigger. Razvoj naprave je opravil tudi Andre Marie Ampere. Prejšnji modeli so okrepili učinek magnetnega polja, ki ga je tok razvil skozi veliko število žičnih zavojev. Te naprave so bile zaradi skoraj podobne konstrukcije imenovane tudi kot multiplikatorji. Ampak izraz galvanometer je bil bolj priljubljen do leta 1836. Potem so po številnih izboljšavah in napredovanjih nastali različni tipi galvanometrov. In ena vrsta je 'balistični galvanometer'. Ta članek jasno razlaga njegovo načelo dela, konstrukcijo, aplikacije in prednosti.

Kaj je balistični galvanometer?

Balistični galvanometer je naprava, ki se uporablja za oceno količine pretoka naboja, ki se razvije iz magnetnega pretoka. Ta naprava je neke vrste občutljiv galvanometer, ki ga imenujejo tudi zrcalni galvanometer. V nasprotju s splošno vrsto merilnega galvanometra ima gibljivi del naprave bolj vztrajnostni moment, zato zagotavlja dolgotrajno nihanje. Dejansko deluje kot integrator, ki izračuna količino naelektrenega iz njega. To je lahko kot premikajoči se magnet ali kot gibljiva tuljava.

Načelo dela

Načelo balistični galvanometer deluje je, da meri količino naboja, ki teče čez magnetno tuljavo, kjer ta sproži tuljavo. Ko se skozi tuljavo pretaka naboj, to poveča povečanje trenutno vrednost zaradi navora, ki nastane v tuljavi, in ta razviti navor deluje krajše časovno obdobje.

Gradnja balističnega galvanometra

Rezultat časa in navora daje silo tuljavi in nato tuljava dobi vrteče se gibanje. Ko se začetna kinetična energija tuljave v celoti uporabi za delovanje, se tuljava začne v svojem dejanskem položaju. Torej, tuljava se niha v magnetni areni in odklon se nato določi navzdol od mesta, kjer bi lahko merili naboj. Torej je načelo naprave v glavnem odvisno od odklona tuljave, ki je neposredno povezan s količino naboja, ki teče skozenj.

Gradnja balističnega galvanometra

Konstrukcija balističnega galvanometra je enaka kot pri galvanometru s premično tuljavo in vključuje dve lastnosti:

Naprava ima nezanemarljiva nihanja
Ima tudi izjemno minimalen elektromagnetni dušenje

Balistični galvanometer je vključen v bakreno žico, kjer se valja po neprevodnem okvirju naprave. Fosforjev bron v galvanometru ustavi tuljavo, ki je med magnetnimi polovi. Za povečanje magnetnega pretoka je železovo jedro nameščeno znotraj tuljave.

Spodnji del tuljave je povezan z vzmetjo, kjer daje vrtilni navor tuljave. Ko čez balistični galvanometer teče naboj, se tuljava sproži in razvije impulz. Impulz tuljave je neposredno povezan s tokom naboja. Natančno odčitavanje v napravi dosežemo z uporabo tuljave, ki ima povečan vztrajnostni moment.

Vztrajnostni trenutek pomeni, da je telo v nasprotju s kotnim gibanjem. Ko se v tuljavi poveča vztrajnostni moment, bodo nihanja večja. Torej, zaradi tega natančnega branja je mogoče doseči.

Podrobna teorija

Podrobno teorijo balističnega galvanometra lahko razložimo z naslednjimi enačbami. Ob upoštevanju spodnjega primera je teorija lahko znana.

Upoštevajmo tuljavo pravokotne oblike, ki ima število N zavojev, ki je v konstantnem magnetnem polju. Za tuljavo sta dolžina in širina 'l' in 'b'. Torej, površina tuljave je

A = l × b

Ko teče tok skozi tuljavo, se na njej razvije navor. Velikost navor je podana z τ = NiBA

Predpostavimo, da je tok toka skozi tuljavo za vsako minimalno časovno obdobje dt, zato je sprememba toka predstavljena kot

“kako deluje pretvornik dolarjev ”

τ dt = NiBA dt

Ko tok skozi tuljavo teče skozi časovno obdobje 't' sekund, je vrednost predstavljena kot

ʃ₀^tτ dt = NBA ʃ₀^tidt = NBAq

kjer je 'q' skupna količina naboja, ki teče po tuljavi. Vztrajnostni moment tuljave je prikazan kot 'I', kotna hitrost tuljave pa kot 'ω'. Spodnji izraz daje kotni moment tuljave in je lω. Podoben je tlaku, ki deluje na tuljavo. Z množenjem zgornjih dveh enačb dobimo

lw = NBAq

Prav tako bo imela kinetična energija v tuljavi deformacijo pod kotom and in deformacija se bo obnovila z vzmetjo. Zastopa ga

Obnovitev vrednosti navora = (1/2) cϴ^dva

Vrednost kinetične energije = (1/2) lw^dva

Ker je vrtilni moment tuljave podoben deformaciji

(1/2) cϴ^dva= (1/2) lw^dva

cϴ^dva= lw^dva

Tudi periodična nihanja tuljave so prikazana spodaj

T = 2∏√ (l / c)

T^dva= (4∏^dval / c)

(T^dva/ 4∏^dva) = (l / c)

“enofazni izmenični indukcijski motor ”

(cT^dva/ 4∏^dva) = l

Končno, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq

q = (ctϴ) / NBA2∏

q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)

Predpostavimo, da je k = [(ct) / NBA2∏

Potem je q = k ϴ

“pomnilnik napetosti enosmernega v enosmerni tok ”

Torej, 'k' je stalni izraz balističnega galvanometra.

Umerjanje galvanometra

Umerjanje galvanometra je pristop k poznavanju konstantne vrednosti naprave s pomočjo nekaterih praktičnih metodologij. Tu sta dve metodi balističnega galvanometra in to sta

Skozi a kondenzator
Z medsebojno induktivnostjo

Umerjanje z uporabo kondenzatorja

Konstantna vrednost balističnega galvanometra je znana z vrednostmi polnjenja in praznjenja kondenzatorja. Spodaj diagram balističnega galvanometra z uporabo kondenzatorja prikazuje konstrukcijo te metode.

Umerjanje z uporabo kondenzatorja

Konstrukcija je vključena z neznano elektromotorno silo 'E' in polnim stikalom 'S'. Ko se stikalo priključi na drugi terminal, se kondenzator premakne v polnilni položaj. Na enak način, ko se stikalo priključi na prvi terminal, se kondenzator premakne v prazni položaj s pomočjo upora 'R', ki je zaporedno povezan z galvanometrom. To praznjenje povzroči odklon v tuljavi pod kotom ϴ. S spodnjo formulo lahko poznamo in je tudi konstanta galvanometra

Kq = (Q / ϴ_1.) = CE / ϴ_1. merjeno v kulomih na radian.

Umerjanje z vzajemno induktivnostjo

Ta metoda potrebuje primarno in sekundarno tuljavo, konstanta galvanometrov pa izračuna medsebojno induktivnost tuljav. Prva tuljava se napaja skozi znani vir napetosti. Zaradi vzajemne induktivnosti bo prišlo do razvoja toka je drugo vezje in to se uporablja za kalibracijo galvanometra.

Umerjanje z vzajemno indukcijo

Uporaba balističnega galvanometra

Nekaj aplikacij je:

Zaposlen v nadzornih sistemih
Uporablja se pri laserskih zaslonih in laserskem graviranju
Uporablja se za poznavanje meritev fotorezistorjev pri metodi merjenja filmskih kamer.

Gre torej za podroben koncept balističnega galvanometra. Jasno pojasnjuje delovanje naprave, konstrukcijo, kalibracijo, aplikacije in diagram. Pomembneje je tudi vedeti, katere vrste so v balističnem galvanometru in prednosti balističnega galvanometra ?