Какво е балистичен галванометър: работа и неговото използване

Какво е балистичен галванометър: работа и неговото използване

Бившият галванометър е представен от Йохан Швайгер в годината 1820. Разработката на устройството също е направена от Андре Мари Ампер. Първите конструкции усилват ефекта на магнитното поле, което се развива от тока чрез много на брой жични завои. Така че тези устройства бяха наричани и мултипликатори поради почти сходната им конструкция. Но терминът галванометър беше по-популярен до 1836 г. Тогава след много подобрения и прогресии, възникнаха различни видове галванометри. И единият тип е „Балистичен галванометър“. Тази статия ясно обяснява нейния принцип на работа, конструкция, приложения и предимства.



Какво е балистичен галванометър?

Баллистичният галванометър е устройството, което се използва за оценка на размера на потока от заряд, който се развива от магнитния поток. Това устройство е вид чувствителен галванометър, който също се нарича огледален галванометър. За разлика от общия вид измервателен галванометър, движещата се част на устройството притежава по-инерционен момент, така че осигурява дълго време на трептене. Той действително работи като интегратор, изчисляващ размера на изхвърлената от него такса. Това може да е като движещ се магнит или като движеща се намотка.


Принцип на работа

Принципът зад балистичен галванометър работи е, че измерва количеството заряд, който преминава през магнитната намотка, където това инициира намотката да се движи. Когато през намотката има поток от заряд, това осигурява увеличаване на текущ стойност поради въртящия момент, който се генерира в бобината, и този развит въртящ момент работи за по-кратък период от време.





Конструкция на балистичен галванометър

Конструкция на балистичен галванометър

Резултатът от времето и въртящият момент дава сила на бобината и след това бобината получава въртеливо движение. Когато началната кинетична енергия на намотката е напълно използвана за работа, тогава намотката ще започне да достига до действителното си положение. И така, бобината се люлее в магнитната арена и отклонението след това се посочва надолу от мястото, където може да се измери зарядът. И така, принципът на устройството зависи главно от деформацията на бобината, която има пряка връзка с количеството заряд, което преминава през него.



Конструкция на балистичен галванометър

Конструкцията на балистичен галванометър е същата като на галванометъра с движеща се намотка и включва две свойства, където те са:

  • Устройството има незаглушени трептения
  • Той също така има изключително минимален електромагнитни затихване

Балистичният галванометър е включен с медна жица, където се навива през непроводящата рамка на устройството. Фосфорният бронз в галванометъра спира намотката, която се намира между магнитните полюси. За засилване на магнитния поток, желязната сърцевина се поставя вътре в намотката.


Долната секция на намотката е свързана с пружината, където тя дава въртящ момент за намотката. Когато през балистичния галванометър има поток от заряд, тогава бобината се задвижва и развива импулс. Импулсът на бобината има пряко отношение към потока на заряда. Точното отчитане в устройството се постига чрез прилагане на бобина, която държи увеличен инерционен момент.

Моментът на инерция предполага, че тялото е в опозиция на това при ъглово движение. Когато в бобината има увеличен инерционен момент, тогава трептенията ще бъдат повече. Така че, поради това прецизно четене може да се постигне.

Подробна теория

Подробната теория на балистичния галванометър може да бъде обяснена със следните уравнения. Разглеждайки примера по-долу, теорията може да бъде известна.

Нека разгледаме намотка с правоъгълна форма, която има ‘N’ брой завъртания, която се поддържа в постоянно магнитно поле. За бобината дължината и ширината са „l“ и „b“. И така, площта на намотката е

A = l × b

Когато през бобината има ток, тогава въртящият момент се развива върху нея. Размерът на въртящ момент се дава от τ = NiBA

Нека приемем, че потокът на ток през намотката за всеки минимален период от време е dt и така промяната в тока се представя като

τ dt = NiBA dt

Когато през намотката има текущ поток за период от време 't' секунди, тогава стойността се представя като

ʃ0тτ dt = NBA ʃ0тidt = NBAq

където ‘q’ е общото количество заряд, който преминава през намотката. Инерционният момент, който съществува за бобината, е показан като „I“, а ъгловата скорост на бобината е показана като „ω“. Изразът по-долу осигурява ъгловия момент на намотката и е lω. Подобно е на налягането, което се прилага към бобината. Като умножим горните две уравнения, получаваме

lw = NBAq

Също така, кинетичната енергия през бобината ще има деформация под ϴ ъгъл и деформацията ще бъде възстановена с помощта на пружината. Той е представен от

Възстановяване на стойността на въртящия момент = (1/2) cϴдве

Кинетична енергийна стойност = (1/2) lwдве

Тъй като въртящият момент на бобината е подобен на деформацията тогава

(1/2) cϴдве= (1/2) lwдве

две= lwдве

Също така, периодичните трептения на бобината са показани както по-долу

T = 2∏√ (l / c)

тдве= (4∏двел / в)

две/ 4∏две) = (l / c)

(cTдве/ 4∏две) = l

И накрая, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq

q = (ctϴ) / NBA2∏

q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)

Да приемем, че k = [(ct) / NBA2∏

Тогава q = k ϴ

И така, ‘k’ е постоянният член на балистичния галванометър.

Калибриране на галванометър

Калибрирането на галванометъра е подходът за познаване на постоянната стойност на устройството с помощта на някои практически методологии. Ето двата метода на балистичния галванометър и това са

Калибриране с помощта на кондензатор

Постоянната стойност на балистичния галванометър е известна със стойностите на зареждане и разреждане на кондензатора. По-долу диаграма на балистичен галванометър използване на кондензатор показва конструкцията на този метод.

Калибриране с помощта на кондензатор

Калибриране с помощта на кондензатор

Конструкцията е включена с неизвестна електромоторна сила ‘E’ и полюсен превключвател ‘S’. Когато превключвателят се свърже с втория терминал, кондензаторът се премества в положение за зареждане. По същия начин, когато превключвателят се свърже към първия терминал, тогава кондензаторът се премества в положение за разреждане с помощта на резистор „R“, който е последователно свързан с галванометъра. Това разреждане води до отклонение в бобината под ъгъл „ϴ“. С формулата по-долу, галванометрова константа може да бъде известна и е такава

Kq = (Q / ϴ1) = CE / ϴ1 измерено в кулони на радиан.

Калибриране с използване на взаимна индуктивност

Този метод се нуждае от първични и вторични намотки и константата на галванометрите изчислява взаимното индуктивност на намотките. Първата намотка се захранва чрез известния източник на напрежение. Поради взаимната индуктивност, ще се развие токът е втората верига и това се използва за калибриране на галванометъра.

Калибриране с помощта на взаимна индукция

Калибриране с помощта на взаимна индукция

Приложения за балистични галванометри

Малко от приложенията са:

  • Нает в системи за контрол
  • Използва се при лазерни дисплеи и лазерно гравиране
  • Използва се за познаване на фоторезисторни измервания в метода за измерване на филмови камери.

И така, всичко е свързано с подробната концепция за балистичен галванометър. Той обяснява ясно работата на устройството, конструкцията, калибрирането, приложенията и диаграмата. Също така е по-важно да знаете какви са типовете балистични галванометри и предимства на балистичния галванометър ?