Apa itu Galvanometer Balistik: Bekerja & Kegunaannya

Galvanometer bekas diperkenalkan oleh Johann Schweigger pada tahun 1820. Pengembangan peranti ini juga dilakukan oleh Andre Marie Ampere. Reka bentuk sebelumnya meningkatkan kesan medan magnet yang dikembangkan oleh arus melalui sebilangan putaran wayar. Oleh itu, peranti ini juga disebut sebagai pengganda kerana pembinaannya hampir serupa. Tetapi istilahnya galvanometer lebih popular pada tahun 1836. Kemudian setelah banyak peningkatan dan kemajuan, pelbagai jenis galvanometer wujud. Dan satu jenisnya adalah 'Galvanometer Balistik'. Artikel ini dengan jelas menerangkan prinsip, pembinaan, aplikasi, dan kelebihannya.

Apa itu Galvanometer Balistik?

Ballistic Galvanometer adalah alat yang digunakan untuk menilai jumlah aliran cas yang dikembangkan dari fluks magnet. Peranti ini adalah sejenis galvanometer sensitif yang juga disebut sebagai galvanometer cermin. Berbeza dengan jenis galvanometer pengukuran umum, bahagian bergerak peranti menahan momen yang lebih inersia, sehingga memberikan masa ayunan yang lama. Ia benar-benar berfungsi sebagai penyatuan yang mengira jumlah caj yang dikeluarkan daripadanya. Ini mungkin seperti magnet bergerak atau seperti gegelung bergerak.

Prinsip Kerja

Prinsip di sebalik galvanometer balistik berfungsi ialah mengukur jumlah cas yang mengalir melintasi gegelung magnet di mana ini memulakan gegelung untuk bergerak. Apabila terdapat aliran muatan melintasi gegelung, ia memberikan peningkatan pada semasa nilai kerana daya kilas yang dihasilkan dalam gegelung, dan tork yang dikembangkan ini beroperasi untuk jangka masa yang lebih pendek.

Pembinaan Galvanometer Balistik

Hasil masa dan tork memberikan daya untuk gegelung dan kemudian gegelung yang diperoleh adalah gerakan berputar. Apabila tenaga kinetik gegelung digunakan sepenuhnya untuk operasi, maka gegelung akan mula sampai ke kedudukan sebenarnya. Oleh itu, gegelung berayun di arena magnet, dan pesongan kemudian dinyatakan ke bawah dari mana cas mungkin diukur. Jadi, prinsip peranti bergantung terutamanya pada pesongan gegelung yang mempunyai kaitan langsung dengan jumlah cas yang mengalir melaluinya.

Pembinaan Galvanometer Balistik

Pembinaan galvanometer balistik sama seperti galvanometer gegelung bergerak dan ia merangkumi dua sifat di mana:

• Peranti mempunyai ayunan yang tidak terkurang
• Ia juga sangat minimum elektromagnetik redaman

Galvanometer balistik disertakan dengan dawai tembaga di mana ia digulung melintasi kerangka peranti yang tidak terkawal. Gangsa fosforus di galvanometer menghentikan gegelung yang terdapat di antara kutub magnet. Untuk peningkatan fluks magnet, teras besi diletakkan di dalam gegelung.

Bahagian gegelung dihubungkan dengan pegas di mana ia memberikan tork pemulihan untuk gegelung. Apabila terdapat aliran muatan melintasi galvanometer balistik, maka gegelung harus bergerak dan mengembangkan dorongan. Dorongan gegelung mempunyai kaitan langsung dengan aliran cas. Bacaan tepat dalam peranti dicapai dengan menerapkan gegelung yang menahan peningkatan momen inersia.

Momen inersia menunjukkan bahawa tubuh bertentangan dengan pergerakan sudut. Apabila terdapat peningkatan momen inersia dalam gegelung, maka ayunan akan lebih banyak. Jadi, kerana ini bacaan yang tepat dapat dicapai.

Teori terperinci

Teori terperinci galvanometer balistik dapat dijelaskan dengan persamaan berikut. Dengan mempertimbangkan contoh di bawah, teori dapat diketahui.

Mari kita perhatikan gegelung berbentuk segi empat yang mempunyai bilangan putaran 'N' yang disimpan dalam medan magnet tetap. Untuk gegelung, panjang dan lebarnya adalah 'l' dan 'b'. Jadi, luas gegelung adalah

A = l × b

Apabila terdapat arus semasa melintasi gegelung, maka daya kilas dikembangkan di atasnya. Besarnya tork diberikan oleh τ = NiBA

Mari kita anggap bahawa arus arus melintasi gegelung untuk setiap jangka masa minimum adalah dt dan oleh itu perubahan arus ditunjukkan sebagai

τ dt = NiBA dt

Apabila terdapat arus arus melintasi gegelung untuk jangka waktu 't' saat, maka nilainya ditunjukkan sebagai

ʃ₀^tτ dt = NBA ʃ₀^tidt = NBAq

di mana ‘q’ adalah jumlah cas yang mengalir melintasi gegelung. Momen inersia yang wujud untuk gegelung ditunjukkan sebagai ‘I’ dan halaju sudut gegelung ditunjukkan sebagai ‘ω’. Ungkapan di bawah memberikan momentum sudut gegelung dan ia adalah lω. Ia serupa dengan tekanan yang diberikan pada gegelung. Dengan mengalikan dua persamaan di atas, kita dapat

lw = NBAq

Juga, tenaga kinetik melintasi gegelung akan mempunyai pesongan pada sudut ‘ϴ’ dan pesongan akan dipulihkan menggunakan pegas. Ia diwakili oleh

Memulihkan nilai tork = (1/2) cϴ^dua

Nilai tenaga kinetik = (1/2) lw^dua

Kerana tork pemulihan gegelung serupa dengan pesongan ketika itu

(1/2) cϴ^dua= (1/2) lw^dua

cϴ^dua= lw^dua

Juga, ayunan berkala gegelung ditunjukkan seperti di bawah

T = 2∏√ (l / c)

T^dua= (4∏^dual / c)

(T^dua/ 4∏^dua) = (l / c)

(cT^dua/ 4∏^dua) = l

Akhirnya, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq

q = (ctϴ) / NBA2∏

q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)

Andaikan bahawa k = [(ct) / NBA2∏

Kemudian q = k ϴ

Jadi, ‘k’ adalah istilah berterusan galvanometer balistik.

Penentukuran Galvanometer

Kalibrasi galvanometer adalah pendekatan untuk mengetahui nilai berterusan peranti dengan bantuan beberapa metodologi praktikal. Berikut adalah dua kaedah galvanometer balistik dan kaedahnya

• Melalui a kapasitor
• Melalui induktansi bersama

Penentukuran menggunakan Kapasitor

Nilai berterusan galvanometer balistik diketahui dengan nilai pengisian dan pemuatan kapasitor. Di bawah ini gambarajah galvanometer balistik menggunakan kapasitor menunjukkan pembinaan kaedah ini.

Penentukuran Menggunakan Kapasitor

Pembinaannya disertakan dengan daya elektromotif yang tidak diketahui ‘E’ dan suis tiang ‘S’. Apabila suis disambungkan ke terminal kedua, maka kapasitor bergerak ke kedudukan pengisian. Dengan cara yang sama, apabila suis disambungkan ke terminal pertama, maka kapasitor bergerak ke posisi melepaskan menggunakan perintang ‘R’ yang bersambung secara bersambung ke galvanometer. Pelepasan ini menyebabkan pesongan pada gegelung pada sudut ‘ϴ’. Dengan formula di bawah, pemalar galvanometer dapat diketahui dan memang begitu

Kq = (Q / ϴ₁) = CE / ϴ₁ diukur dalam coulomb per radian.

Penentukuran menggunakan Mutual Inductance

Kaedah ini memerlukan gegelung primer dan sekunder dan pemalar galvanometer mengira saling kearuhan gegelung. Gegelung pertama diberi tenaga melalui sumber voltan yang diketahui. Oleh kerana induktansi bersama, akan terjadi pengembangan arus adalah litar kedua dan ini digunakan untuk penentukuran galvanometer.

Penentukuran Menggunakan Induksi Saling

Aplikasi Galvanometer Balistik

Beberapa aplikasi adalah:

• Digunakan dalam sistem kawalan
• Digunakan dalam paparan laser, dan ukiran laser
• Digunakan untuk mengetahui pengukuran fotoresistor dalam kaedah pemeteran kamera filem.

Jadi, ini adalah mengenai konsep terperinci galvanometer balistik. Ia menerangkan dengan jelas peranti berfungsi, pembinaan, penentukuran, aplikasi, dan rajah. Ia juga lebih penting untuk mengetahui mengenai jenis-jenis yang terdapat dalam galvanometer balistik dan kelebihan galvanometer balistik ?