Det tidligere galvanometeret ble introdusert av Johann Schweigger i år 1820. Utviklingen av enheten ble også gjort av Andre Marie Ampere. De tidligere designene forbedret effekten av magnetfeltet som ble utviklet av strømmen gjennom mange antall wire svinger. Så disse enhetene ble også kalt som multiplikatorer på grunn av deres nesten like konstruksjon. Men begrepet galvanometer var mer populært i 1836. Så etter mange forbedringer og progresjoner, oppsto forskjellige typer galvanometre. Og den ene typen er 'Ballistic Galvanometer'. Denne artikkelen forklarer tydelig arbeidsprinsippet, konstruksjon, applikasjoner og fordeler.
Hva er ballistisk galvanometer?
Ballistisk galvanometer er enheten som brukes til å vurdere mengden ladestrøm som utvikles fra magnetstrømmen. Denne enheten er et slags følsomt galvanometer som også kalles et speilgalvanometer. I motsetning til den generelle typen målegalvanometer, har den bevegelige delen av enheten et mer treghetsmoment, slik at det gir langvarig svingning. Det fungerer virkelig som en integrator som beregner mengden kostnad som blir utvist fra den. Dette kan være som enten en magnet i bevegelse eller som en spiral i bevegelse.
Arbeidsprinsipp
Prinsippet bak ballistisk galvanometer fungerer er at den måler mengden av ladning som strømmer over magnetspolen der dette initierer spolen til å bevege seg. Når det er ladestrøm over spolen, gir det en økning i nåværende verdi på grunn av dreiemomentet som genereres i spolen, og dette utviklede dreiemomentet fungerer i en kortere periode.
Ballistisk galvanometer konstruksjon
Resultatet av tid og dreiemoment gir kraft for spolen, og deretter får spolen roterende bevegelse. Når start kinetisk energi til spolen er helt brukt for drift, vil spolen begynne å komme til sin faktiske posisjon. Så, spolen svinger i den magnetiske arenaen, og avbøyningen blir deretter oppgitt ned fra hvor ladningen kan måles. Så prinsippet til enheten er hovedsakelig avhengig av spolebøyningen som har en direkte sammenheng med ladningsmengden som strømmer gjennom den.
Ballistisk galvanometer konstruksjon
Konstruksjonen av et ballistisk galvanometer er det samme som for å flytte galvanometeret, og det inneholder to egenskaper der de er:
- Enheten har ikke-dempede svingninger
- Den har også eksepsjonelt minimal elektromagnetisk demping
Det ballistiske galvanometeret er inkludert med kobbertråd der det rulles over enhetens ikke-ledende ramme. Fosforbronsen i galvanometeret stopper spolen som er tilstede mellom magnetpolene. For forbedring av magnetisk strømning er jernkjernen plassert inne i spolen.
Spolens underside er forbundet med fjæren der den gir gjenopprettingsmoment for spolen. Når det er ladestrøm over det ballistiske galvanometeret, får spolen en bevegelse og utvikler en impuls. Spolens impuls har et direkte forhold til strømmen av ladning. Den nøyaktige avlesningen i enheten oppnås ved å implementere en spole som har økt treghetsmoment.
Treghetsmomentet innebærer at kroppen er i opposisjon til vinkelbevegelsen. Når det er økt treghetsmoment i spolen, vil svingningene være mer. Så på grunn av denne presise lesingen kan oppnås.
Detaljert teori
Den detaljerte teorien om det ballistiske galvanometeret kan forklares med følgende ligninger. Ved å vurdere eksemplet nedenfor kan teorien være kjent.
La oss se på en rektangulær formet spole som har ‘N’ antall svinger som holdes i et konstant magnetfelt. For spolen er lengden og bredden ‘l’ og ‘b’. Så området av spolen er
A = l × b
Når det strømmer over spolen, utvikles dreiemomentet på den. Størrelsen på dreiemoment er gitt av τ = NiBA
La oss anta at strømmen over spolen for hver minimale tidsperiode er dt, og så blir endringen i strøm representert som
τ dt = NiBA dt
Når det er strøm over spolen i en periode på ‘t’ sekunder, blir verdien representert som
ʃ0tτ dt = NBA ʃ0tidt = NBAq
hvor ‘q’ er den totale ladningen som strømmer over spolen. Det treghetsmomentet som eksisterer for spolen vises som ‘I’ og spolens vinkelhastighet vises som ‘ω’. Uttrykket nedenfor gir vinkelmomentet til spolen og det er lω. Det ligner på trykket som påføres spolen. Ved å multiplisere de ovennevnte to ligningene, får vi
lw = NBAq
Dessuten vil den kinetiske energien over spolen ha avbøyning i ‘ϴ’ vinkel, og avbøyningen vil bli gjenopprettet ved hjelp av fjæren. Det er representert av
Gjenopprette dreiemomentverdi = (1/2) cϴto
Kinetisk energiverdi = (1/2) lwto
Ettersom spolens gjenopprettingsmoment er lik avbøyningen da
(1/2) cϴto= (1/2) lwto
cϴto= lwto
Også periodiske svingninger i spolen er vist som nedenfor
T = 2∏√ (l / c)
Tto= (4∏tol / c)
(Tto/ 4∏to) = (l / c)
(cTto/ 4∏to) = l
Endelig, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq
q = (ctϴ) / NBA2∏
q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)
Anta at k = [(ct) / NBA2∏
Deretter q = k ϴ
Så, 'k' er det konstante begrepet til det ballistiske galvanometeret.
Galvanometer kalibrering
Kalibreringen av galvanometeret er tilnærmingen til å kjenne enhetens konstante verdi ved hjelp av noen praktiske metoder. Her er de to metodene for det ballistiske galvanometeret, og det er de
- Gjennom en kondensator
- Gjennom gjensidig induktans
Kalibrering ved bruk av kondensator
Den konstante verdien av det ballistiske galvanometeret er kjent med kondensatorens lade- og utladningsverdier. Under ballistisk galvanometer diagram ved hjelp av en kondensator viser konstruksjonen av denne metoden.
Kalibrering ved bruk av kondensator
Konstruksjonen er inkludert med en ukjent elektromotorisk kraft ‘E’ og en polbryter ‘S’. Når bryteren kobles til den andre terminalen, beveger kondensatoren seg til ladestilling. På samme måte, når bryteren blir koblet til den første terminalen, beveger kondensatoren seg til utladningsposisjonen ved hjelp av motstanden ‘R’ som er i seriekobling til galvanometeret. Denne utladningen forårsaker avbøyning i spolen i 'ϴ' vinkelen. Med formelen nedenfor kan galvanometerkonstant være kjent, og det er det
Kq = (Q / ϴ1) = CE / ϴ1 målt i coulombs per radian.
Kalibrering ved hjelp av gjensidig induktans
Denne metoden trenger primære og sekundære spoler, og galvanometerkonstanten beregner det gjensidige induktans av spolene. Den første spolen får energi gjennom den kjente spenningskilden. På grunn av den gjensidige induktansen vil det være utvikling av strøm som er den andre kretsen, og denne brukes til galvanometerets kalibrering.
Kalibrering ved hjelp av gjensidig induksjon
Ballistiske Galvanometer-applikasjoner
Få av søknadene er:
- Ansatt i kontrollsystemer
- Brukes i laserskjermer og lasergravering
- Brukes til å kjenne fotoresistormålinger i målemetoden til filmkameraer.
Så dette handler om det detaljerte konseptet med et ballistisk galvanometer. Det forklarer tydelig enhetens arbeid, konstruksjon, kalibrering, applikasjoner og diagram. Det er også viktigere å vite om hva typene er i ballistisk galvanometer og ballistiske galvanometer fordeler ?
