Johann Schweigger esitteli entisen galvanometrin vuonna 1820. Laitteen kehitti myös Andre Marie Ampere. Aikaisemmat mallit tehostivat magneettikentän vaikutusta, jonka virta kehitti monien lankakierrosten avulla. Joten näitä laitteita kutsuttiin myös kertojiksi, koska niiden lähes samanlainen rakenne. Mutta termi galvanometri oli enemmän suosittua vuoteen 1836 mennessä. Sitten monien parannusten ja progressioiden jälkeen erityyppisiä galvanometrejä syntyi. Ja yksi tyyppi on 'Ballistic Galvanometer'. Tässä artikkelissa selitetään selkeästi sen toimintaperiaate, rakenne, sovellukset ja edut.

Mikä on ballistinen galvaanimittari?

Ballistinen galvanometri on laite, jota käytetään arvioimaan magneettivuosta kehittyvän varauksen määrää. Tämä laite on eräänlainen herkkä galvanometri, jota kutsutaan myös peiligalvanometriksi. Toisin kuin yleinen mittausgalvanometri, laitteen liikkuvalla osalla on inertiaalimomentti, joten se tarjoaa pitkän värähtelyajan. Se toimii aidosti integraattorina, joka laskee siitä karkotetun varauksen määrän. Tämä voi olla kuin liikkuva magneetti tai liikkuva kela.

Toimintaperiaate

Periaate ballistinen galvanometri toimii on se, että se mittaa varauksen määrää, joka virtaa magneettikäämin yli, missä tämä saa kelan liikkumaan. Kun kelan poikki on varausvirta, se lisää nykyinen arvo kelassa syntyvän vääntömomentin takia, ja tämä kehittynyt vääntömomentti toimii lyhyemmän ajan.

Ballistinen galvaanimittarirakenne

Ajan ja vääntömomentin tulos antaa kelalle voimaa ja sitten kela saa pyörivän liikkeen. Kun kelan alkukineettinen energia on täysin käytetty toimintaan, kela alkaa päästä todelliseen asentoonsa. Joten kela heiluu magneettisella areenalla, ja taipuma ilmoitetaan sitten siitä, mistä varaus voidaan mitata. Joten laitteen periaate riippuu pääasiassa kelan taipumasta, jolla on suora yhteys sen läpi virtaavan varauksen määrään.

Ballistinen galvaanimittarirakenne

Ballistisen galvanometrin rakenne on sama kuin liikkuvan kelan galvanometrin, ja se sisältää kaksi ominaisuutta, jos ne ovat:

Laitteessa on vaimentamattomia värähtelyjä
Siinä on myös poikkeuksellisen vähän sähkömagneettinen vaimennus

Ballistinen galvanometri sisältyy kuparilankaan, jossa se rullataan laitteen johtamattoman kehyksen poikki. Galvanometrin fosforipronssi pysäyttää magneetin napojen välissä olevan kelan. Magneettivuon tehostamiseksi rautaydin asetetaan kelan sisään.

Kelan alapuolinen osa on kytketty jouseen, jossa se antaa kelalle palautusmomentin. Kun ballistisen galvanometrin poikki kulkee varausta, kela saa liikkeen ja kehittää impulssin. Kelan impulssilla on suora yhteys varauksen virtaukseen. Laitteen tarkka lukema saavutetaan toteuttamalla kela, joka pitää lisääntyneen hitausmomentin.

Hitausmomentti viittaa siihen, että keho on kulmaliikkeen vastakohta. Kun kelassa on lisääntynyt hitausmomentti, värähtelyt ovat enemmän. Joten tämän tarkan lukeman ansiosta voidaan saavuttaa.

Yksityiskohtainen teoria

Ballistisen galvanometrin yksityiskohtainen teoria voidaan selittää seuraavilla yhtälöillä. Tarkastelemalla alla olevaa esimerkkiä teoria voidaan tietää.

Tarkastellaan suorakaiteen muotoista kelaa, jolla on N-kierrosluku ja joka pidetään vakiona magneettikentässä. Kelan pituus ja leveys ovat ”l” ja “b”. Joten kelan pinta-ala on

A = l × b

Kun kelan yli kulkee virtaa, siihen kehitetään vääntömomentti. Suuruus vääntömomentti saadaan τ = NiBA

Oletetaan, että virran virta käämin yli jokaisen minimijakson ajan on dt ja virran muutos on siis esitetty

“erilaisia varvastossuja ”

τ dt = NiBA dt

Kun kelan yli kulkee virtaa ”t” sekunnin ajan, arvo esitetään muodossa

ʃ₀^tτ dt = NBA ʃ₀^tidt = NBAq

missä ’q’ on kelan yli virtaavan varauksen kokonaismäärä. Kelalle olemassa oleva hitausmomentti on merkitty merkillä 'I' ja kelan kulmanopeus merkinnällä 'ω'. Seuraava lauseke antaa kelan kulmamomentin ja se on lω. Se on samanlainen kuin kelaan kohdistuva paine. Kertomalla edellä mainitut kaksi yhtälöä saadaan

lw = NBAq

Kelan kineettisellä energialla on myös taipuma ϴ-kulmassa ja taipuma palautuu jousen avulla. Sitä edustaa

Vääntömomentin arvon palautus = (1/2) cϴ^kaksi

Kineettisen energian arvo = (1/2) lw^kaksi

Koska kelan palautusmomentti on samanlainen kuin taipuma

(1/2) cϴ^kaksi= (1/2) lw^kaksi

cϴ^kaksi= lw^kaksi

Käämin jaksolliset värähtelyt on esitetty alla

T = 2∏√ (l / c)

T^kaksi= (4∏^kaksil / c)

(T^kaksi/ 4∏^kaksi) = (l / c)

“desimaali -oktaali -muunnin liuoksella ”

(cT^kaksi/ 4∏^kaksi) = l

Lopuksi, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq

q = (ctϴ) / NBA2∏

q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)

Oletetaan, että k = [(ct) / NBA2∏

Sitten q = k ϴ

Joten ’k’ on ballistisen galvanometrin vakiotermi.

Galvanometrin kalibrointi

Galvanometrin kalibrointi on tapa, jolla tiedetään laitteen vakioarvo joidenkin käytännön menetelmien avulla. Tässä on kaksi ballistisen galvanometrin menetelmää ja ne ovat

A kondensaattori
Keskinäisen induktanssin kautta

Kalibrointi kondensaattorilla

Ballistisen galvanometrin vakioarvo tunnetaan kondensaattorin lataus- ja purkausarvoista. Alla ballistinen galvanometrikaavio kondensaattorin käyttö osoittaa tämän menetelmän rakenteen.

Kalibrointi kondensaattorilla

“mikä on vahvistimen alipäästötaajuus ”

Rakenne sisältää tuntemattoman sähkömoottorin voiman E ja napakytkimen S. Kun kytkin kytketään toiseen liittimeen, kondensaattori siirtyy latausasentoon. Samalla tavalla, kun kytkin kytketään ensimmäiseen napaan, kondensaattori siirtyy purkausasentoon käyttämällä vastusta ‘R’, joka on sarjayhteydessä galvanometriin. Tämä purkaus aiheuttaa taipuman kelassa at-kulmassa. Alla olevan kaavan avulla galvanometrivakio voidaan tietää ja se on

Kq = (Q / ϴ₁) = CE / ϴ₁ mitattuna kulonkeina radiaania kohti.

Kalibrointi keskinäisen induktanssin avulla

Tämä menetelmä tarvitsee ensiö- ja toissijaisia keloja, ja galvaanimittarit laskevat vakion keskinäisen induktanssi keloista. Ensimmäinen kela saa virtaa tunnetun jännitelähteen kautta. Keskinäisen induktanssin takia virta kehittyy, on toinen piiri, jota käytetään galvanometrin kalibrointiin.

Kalibrointi keskinäisinduktiolla

Ballistisen galvanometrin sovellukset

Harvat sovelluksista ovat:

Työskentely ohjausjärjestelmissä
Käytetään laserinäytöissä ja laserkaiverruksissa
Käytetään fotoresistorin mittausten tuntemiseen elokuvakameroiden mittausmenetelmässä.

Joten tässä on kyse ballistisen galvanometrin yksityiskohtaisesta konseptista. Siinä selitetään selvästi laitteen toiminta, rakenne, kalibrointi, sovellukset ja kaavio. On myös tärkeämpää tietää, mitkä tyypit ovat ballistisessa galvanometrissä ja ballistisen galvanometrin edut ?