L'ex galvanometro è stato introdotto da Johann Schweigger nel 1820. Lo sviluppo del dispositivo è stato fatto anche da Andre Marie Ampere. I primi modelli hanno migliorato l'effetto del campo magnetico sviluppato dalla corrente attraverso molti numeri di spire del filo. Quindi, questi dispositivi sono stati anche chiamati moltiplicatori a causa della loro costruzione quasi simile. Ma il termine galvanometro era più in popolarità nel 1836. Poi, dopo con molti miglioramenti e progressioni, nacquero vari tipi di galvanometri. E l'unico tipo è 'Galvanometro balistico'. Questo articolo spiega chiaramente il suo principio di funzionamento, costruzione, applicazioni e vantaggi.
Cos'è il galvanometro balistico?
Il galvanometro balistico è il dispositivo utilizzato per valutare la quantità di flusso di carica che si sviluppa dal flusso magnetico. Questo dispositivo è una sorta di galvanometro sensibile che viene anche definito galvanometro a specchio. A differenza del tipo generale di galvanometro di misura, la sezione mobile del dispositivo mantiene un momento più inerziale, quindi fornisce un lungo tempo di oscillazione. Funziona davvero come un integratore che calcola la quantità di carica espulsa da esso. Potrebbe essere come un magnete mobile o come una bobina mobile.
Principio di funzionamento
Il principio alla base del Galvanometro balistico funzionante è che misura la quantità di carica che fluisce attraverso la bobina magnetica dove questa avvia il movimento della bobina. Quando c'è un flusso di carica attraverso la bobina, fornisce un aumento del attuale valore a causa della coppia generata nella bobina, e questa coppia sviluppata funziona per un periodo di tempo più breve.
Galvanometro balistico costruzione
Il risultato del tempo e della coppia dà forza alla bobina e quindi la bobina ottiene un movimento rotatorio. Quando l'energia cinetica iniziale della bobina è totalmente impiegata per il funzionamento, la bobina inizierà a raggiungere la sua posizione effettiva. Quindi, la bobina oscilla nell'arena magnetica e la deflessione viene quindi dichiarata dal punto in cui potrebbe essere misurata la carica. Quindi, il principio del dispositivo dipende principalmente dalla deflessione della bobina che ha una relazione diretta con la quantità di carica che scorre attraverso di essa.
Galvanometro balistico costruzione
La costruzione di un galvanometro balistico è la stessa del galvanometro a bobina mobile e include due proprietà dove queste sono:
- Il dispositivo ha oscillazioni non smorzate
- Ha anche eccezionalmente minimo elettromagnetico smorzamento
Il galvanometro balistico è incluso con filo di rame dove viene fatto rotolare attraverso il telaio non conduttore del dispositivo. Il bronzo fosforoso nel galvanometro ferma la bobina che è presente tra i poli magnetici. Per il miglioramento del flusso magnetico, il nucleo di ferro viene posizionato all'interno della bobina.
La sezione inferiore della bobina è collegata con la molla dove fornisce la coppia di ripristino per la bobina. Quando c'è un flusso di carica attraverso il galvanometro balistico, la bobina può avere un movimento e sviluppa un impulso. L'impulso della bobina ha una relazione diretta con il flusso di carica. La lettura accurata nel dispositivo si ottiene implementando una bobina che trattiene un momento inerziale aumentato.
Il momento di inerzia implica che il corpo sia in opposizione a quello del movimento angolare. Quando c'è un momento inerziale maggiore nella bobina, le oscillazioni saranno maggiori. Quindi, a causa di questa lettura precisa può essere ottenuta.
Teoria dettagliata
La teoria dettagliata del galvanometro balistico può essere spiegata con le seguenti equazioni. Considerando l'esempio seguente, la teoria può essere conosciuta.
Consideriamo una bobina di forma rettangolare che ha un numero 'N' di spire che viene mantenuta in un campo magnetico costante. Per la bobina, la lunghezza e la larghezza sono 'l' e 'b'. Quindi, l'area della bobina è
A = l × b
Quando c'è un flusso di corrente attraverso la bobina, la coppia viene sviluppata su di essa. L'entità del coppia è dato da τ = NiBA
Supponiamo che il flusso di corrente attraverso la bobina per ogni periodo di tempo minimo sia dt e quindi la variazione di corrente sia rappresentata come
τ dt = NiBA dt
Quando c'è un flusso di corrente attraverso la bobina per un periodo di tempo di 't' secondi, il valore viene rappresentato come
ʃ0tτ dt = NBA ʃ0tidt = NBAq
dove 'q' è la quantità totale di carica che scorre attraverso la bobina. Il momento inerziale che esiste per la bobina è mostrato come 'I' e la velocità angolare della bobina è mostrata come 'ω'. L'espressione sotto fornisce il momento angolare della bobina ed è lω. È simile alla pressione applicata alla bobina. Moltiplicando le due equazioni precedenti, otteniamo
lw = NBAq
Inoltre, l'energia cinetica attraverso la bobina avrà una deflessione con un angolo di 'ϴ' e la deflessione verrà ripristinata utilizzando la molla. È rappresentato da
Ripristino valore di coppia = (1/2) cϴDue
Valore dell'energia cinetica = (1/2) lwDue
Poiché la coppia di ripristino della bobina è simile alla deflessione di allora
(1/2) cϴDue= (1/2) lwDue
cϴDue= lwDue
Inoltre, le oscillazioni periodiche della bobina sono mostrate come di seguito
T = 2∏√ (l / c)
TDue= (4∏Duel / c)
(TDue/ 4∏Due) = (l / c)
(cTDue/ 4∏Due) = l
Infine, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq
q = (ctϴ) / NBA2∏
q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)
Supponi che k = [(ct) / NBA2∏
Allora q = k ϴ
Quindi, 'k' è il termine costante del galvanometro balistico.
Calibrazione galvanometrica
La calibrazione del galvanometro è l'approccio per conoscere il valore costante del dispositivo con l'ausilio di alcune metodologie pratiche. Ecco i due metodi del galvanometro balistico e quelli sono
- Attraverso a condensatore
- Tramite induttanza reciproca
Calibrazione tramite condensatore
Il valore costante del galvanometro balistico è noto con i valori di carica e scarica del condensatore. Il sotto diagramma del galvanometro balistico l'utilizzo di un condensatore mostra la costruzione di questo metodo.
Calibrazione mediante condensatore
La costruzione è inclusa con una forza elettromotrice sconosciuta 'E' e un interruttore a polo 'S'. Quando l'interruttore viene collegato al secondo terminale, il condensatore si sposta nella posizione di ricarica. Allo stesso modo, quando l'interruttore viene collegato al primo terminale, allora il condensatore si porta in posizione di scarica utilizzando la resistenza 'R' che è in collegamento in serie al galvanometro. Questa scarica provoca la deflessione della bobina all'angolo 'ϴ'. Con la formula seguente, la costante del galvanometro può essere conosciuta e lo è
Kq = (Q / ϴ1) = CE / ϴ1 misurato in coulomb per radiante.
Calibrazione mediante mutua induttanza
Questo metodo necessita di bobine primarie e secondarie e la costante galvanometrica calcola il mutuo induttanza delle bobine. La prima bobina viene eccitata attraverso la sorgente di tensione nota. A causa della mutua induttanza, ci sarà lo sviluppo di corrente nel secondo circuito e questa viene utilizzata per la calibrazione del galvanometro.
Calibrazione mediante induzione reciproca
Applicazioni galvanometriche balistiche
Alcune delle applicazioni sono:
- Impiegato nei sistemi di controllo
- Utilizzato in display laser e incisione laser
- Utilizzato per conoscere le misure di fotoresistenza nel metodo di misurazione delle fotocamere a pellicola.
Quindi, si tratta del concetto dettagliato di un galvanometro balistico. Spiega chiaramente il funzionamento, la costruzione, la calibrazione, le applicazioni e il diagramma del dispositivo. È anche più importante sapere quali sono i tipi nel galvanometro balistico e vantaggi del galvanometro balistico ?
