Den tidigare galvanometern introducerades av Johann Schweigger år 1820. Utvecklingen av enheten utfördes också av Andre Marie Ampere. De tidigare konstruktionerna förbättrade effekten av magnetfältet som utvecklades av strömmen genom många antal trådvarv. Så dessa enheter kallades också som multiplikatorer på grund av deras nästan lika konstruktion. Men termen galvanometer var mer populärt 1836. Sedan, efter många förbättringar och framsteg, uppstod olika typer av galvanometrar. Och den ena typen är 'Ballistic Galvanometer'. Den här artikeln förklarar tydligt dess arbetsprincip, konstruktion, applikationer och fördelar.
Vad är ballistisk galvanometer?
Ballistic Galvanometer är den anordning som används för att bedöma mängden laddningsflöde som utvecklas från magnetflödet. Denna enhet är en slags känslig galvanometer som också kallas en spegelgalvanometer. Till skillnad från den allmänna typen av mätgalvanometer, har den rörliga delen av enheten ett mer tröghetsmoment, så det ger en lång svängningstid. Det fungerar verkligen som en integrator som beräknar avgiften som utvisas från den. Det här kan vara antingen en rörlig magnet eller som en rörlig spole.
Arbetsprincip
Principen bakom ballistisk galvanometer arbetar är att den mäter mängden laddning som flyter över magnetspolen där detta initierar spolen att röra sig. När det är laddningsflöde över spolen ger det en ökning av nuvarande värde på grund av vridmomentet som genereras i spolen, och detta utvecklade vridmoment arbetar under en kortare tidsperiod.
Ballistisk galvanometerkonstruktion
Resultatet av tid och vridmoment ger kraft för spolen och sedan får spolen roterande rörelse. När start kinetisk energi hos spolen används helt för drift, kommer spolen att börja för att komma till sin faktiska position. Så, spolen svänger i den magnetiska arenan, och avböjningen anges sedan ner från varifrån laddningen kan mätas. Så principen för enheten är främst beroende av spolböjningen som har en direkt relation till mängden laddning som strömmar genom den.
Ballistisk galvanometerkonstruktion
Konstruktionen av en ballistisk galvanometer är densamma som en rörlig galvanometer och den innehåller två egenskaper där de är:
- Enheten har odämpade svängningar
- Det har också exceptionellt minimalt elektromagnetisk dämpning
Den ballistiska galvanometern ingår med koppartråd där den rullas över enhetens icke-ledande ram. Fosforbronsen i galvanometern stoppar spolen som finns mellan magnetpolerna. För förbättring av magnetiskt flöde placeras järnkärnan inuti spolen.
Spolens underdel är ansluten till fjädern där den ger återställningsmoment för spolen. När det är laddningsflöde över den ballistiska galvanometern, får spolen en rörelse och utvecklar en impuls. Spolens impuls har en direkt relation till laddningsflödet. Den korrekta avläsningen i enheten uppnås genom att implementera en spole som håller ökat tröghetsmoment.
Tröghetsmomentet innebär att kroppen står i motsats till vinkelrörelsens. När det finns ett ökat tröghetsmoment i spolen kommer svängningarna att bli fler. Så på grund av denna exakta läsning kan uppnås.
Detaljerad teori
Den detaljerade teorin om den ballistiska galvanometern kan förklaras med följande ekvationer. Genom att beakta nedanstående exempel kan teorin vara känd.
Låt oss överväga en rektangulär formad spole som har 'N' antal varv som hålls i ett konstant magnetfält. För spolen är längden och bredden 'l' och 'b'. Så spolens område är
A = l × b
När det finns strömflöde över spolen utvecklas vridmomentet på den. Storleken på vridmoment ges av τ = NiBA
Låt oss anta att strömflödet över spolen för varje minimal tidsperiod är dt och så att förändringen i ström representeras som
τ dt = NiBA dt
När det finns strömflöde över spolen under en tidsperiod på 't' sekunder, representeras värdet som
ʃ0tτ dt = NBA ʃ0tidt = NBAq
där 'q' är den totala laddningen som rinner över spolen. Tröghetsmomentet som finns för spolen visas som 'I' och spolens vinkelhastighet visas som 'ω'. Nedanstående uttryck ger spolens vinkelmoment och det är lω. Det liknar trycket som appliceras på spolen. Genom att multiplicera ovanstående två ekvationer får vi
lw = NBAq
Dessutom kommer den kinetiska energin över spolen att avböjas i 'ϴ' vinkel och avböjningen kommer att återställas med hjälp av fjädern. Det representeras av
Återställ vridmomentvärdet = (1/2) cϴtvå
Kinetiskt energivärde = (1/2) lwtvå
Eftersom spolens återställningsmoment liknar avböjningen då
(1/2) cϴtvå= (1/2) lwtvå
cϴtvå= lwtvå
Dessutom visas spolens periodiska svängningar enligt nedan
T = 2∏√ (l / c)
Ttvå= (4∏tvål / c)
(Ttvå/ 4∏två) = (l / c)
(cTtvå/ 4∏två) = l
Till sist, (ct2 / 2) = lw = NBAq
q = (ct2) / NBA2
q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)
Antag att k = [(ct) / NBA2∏
Sedan är q = k ϴ
Så, 'k' är den konstanta termen för den ballistiska galvanometern.
Galvanometer kalibrering
Kalibreringen av galvanometern är metoden att känna till enhetens konstanta värde med hjälp av några praktiska metoder. Här är de två metoderna för den ballistiska galvanometern och de är
- Genom en kondensator
- Genom ömsesidig induktans
Kalibrering med kondensator
Det konstanta värdet på den ballistiska galvanometern är känd med kondensatorns laddnings- och urladdningsvärden. Nedanstående ballistisk galvanometerdiagram med hjälp av en kondensator visar konstruktionen av denna metod.
Kalibrering med kondensator
Konstruktionen ingår med en okänd elektromotorisk kraft 'E' och en polomkopplare 'S'. När omkopplaren ansluts till den andra terminalen flyttas kondensatorn till laddningsläget. På samma sätt, när omkopplaren ansluts till den första terminalen, rör sig kondensatorn till urladdningsläget med hjälp av motståndet 'R' som är i seriekoppling till galvanometern. Denna urladdning orsakar avböjning i spolen i 'ϴ' vinkeln. Med formeln nedan kan galvanometerkonstant kännas och det är det
Kq = (Q / ϴ1) = CE / ϴ1 uppmätt i coulombs per radian.
Kalibrering med ömsesidig induktans
Denna metod kräver primära och sekundära spolar och galvanometerkonstanten beräknar det ömsesidiga induktans av spolarna. Den första spolen får energi genom den kända spänningskällan. På grund av den ömsesidiga induktansen kommer strömutvecklingen att vara den andra kretsen och denna används för galvanometerns kalibrering.
Kalibrering med ömsesidig induktion
Ballistiska galvanometerapplikationer
Få av ansökningarna är:
- Anställd i styrsystem
- Används i laserskärmar och lasergravering
- Används för att känna till fotoresistormätningar i mätmetoden för filmkameror.
Så det handlar om det detaljerade konceptet med en ballistisk galvanometer. Det förklarar tydligt hur enheten fungerar, konstruktion, kalibrering, applikationer och diagram. Det är också viktigare att veta om vilka typer som finns i ballistisk galvanometer och ballistiska galvanometerfördelar ?
