Ang dating galvanometer ay ipinakilala ni Johann Schweigger noong taong 1820. Ang pagpapaunlad ng aparato ay ginawa rin ni Andre Marie Ampere. Ang mga dating disenyo ay pinahusay ang epekto ng magnetic field na binuo ng kasalukuyang sa pamamagitan ng maraming bilang ng mga wire turn. Kaya, ang mga aparatong ito ay tinawag din bilang mga multiplier dahil sa halos magkatulad na konstruksyon. Ngunit ang term galvanometer ay higit na sumikat noong 1836. Pagkatapos pagkatapos ng maraming mga pagpapahusay at pag-unlad, iba't ibang mga uri ng mga galvanometers ay umiral. At ang isang uri ay 'Ballistic Galvanometer'. Malinaw na ipinapaliwanag ng artikulong ito ang gumaganang prinsipyo, konstruksyon, aplikasyon, at kalamangan.
Ano ang Ballistic Galvanometer?
Ang Ballistic Galvanometer ay ang aparato na nagtatrabaho para sa pagtatasa ng dami ng daloy ng singil na binuo mula sa magnetic flux. Ang aparatong ito ay isang uri ng sensitibong galvanometer na kung saan ay tinatawag din bilang isang mirror galvanometer. Sa kaibahan sa pangkalahatang uri ng pagsukat ng galvanometer, ang gumagalaw na seksyon ng aparato ay nagtataglay ng isang mas walang galaw na sandali, kaya't nagbibigay ito ng mahabang oras ng pag-oscillation. Ito ay tunay na nagpapatakbo bilang isang integrator na kinakalkula ang dami ng singil na pinatalsik mula rito. Maaaring ito ay tulad ng alinman sa isang gumagalaw na pang-akit o tulad ng paglipat ng likid.
Prinsipyo sa Paggawa
Ang prinsipyo sa likod ng gumagana ang ballistic galvanometer Sinusukat nito ang dami ng singil na dumadaloy sa magnetic coil kung saan pinasisimulan nito ang coil upang ilipat. Kapag may daloy ng singil sa kabuuan ng coil, nagbibigay ito ng pagtaas sa kasalukuyang halaga dahil sa metalikang kuwintas na nabuo sa coil, at ang nabuong metalikang kuwintas na ito ay nagpapatakbo para sa isang mas maikling panahon.
Konstruksyon ng Ballistic Galvanometer
Ang resulta ng oras at ang metalikang kuwintas ay nagbibigay lakas para sa likaw at pagkatapos ay nakakakuha ang likaw ay umiikot na paggalaw. Kapag ang panimulang lakas na gumagalaw ng likaw ay ganap na nagtatrabaho para sa pagpapatakbo, pagkatapos ay magsisimula ang likaw upang makapunta sa aktwal nitong posisyon. Kaya, ang coil ay swings sa magnetic arena, at ang pagpapalihis ay isinasaad pababa mula sa kung saan maaaring masukat ang singil. Kaya, ang prinsipyo ng aparato ay pangunahing nakasalalay sa pagpapalihis ng coil na may direktang kaugnayan sa dami ng singil na dumadaloy dito.
Konstruksyon ng Ballistic Galvanometer
Ang pagtatayo ng isang ballistic galvanometer ay kapareho ng tulad ng paglipat ng coil galvanometer at may kasamang dalawang mga katangian kung saan ang mga ito ay:
- Ang aparato ay may undamp oscillations
- Mayroon din itong pambihirang minimal electromagnetic pamamasa
Ang ballistic galvanometer ay kasama ng tanso na tanso kung saan ito ay pinagsama sa hindi gumaganap na frame ng aparato. Ang tanso ng posporus sa galvanometer ay humihinto sa likid na naroroon sa pagitan ng mga magnetic poste. Para sa pagpapahusay ng magnetic flux, ang iron core ay inilalagay sa loob ng coil.
Ang ilalim ng seksyon ng likaw ay konektado sa tagsibol kung saan nagbibigay ito ng pagpapanumbalik ng metalikang kuwintas para sa likid. Kapag may daloy ng singil sa kabila ng ballistic galvanometer, pagkatapos ay ang paggalaw ay magkaroon ng isang paggalaw at bubuo ng isang salpok. Ang salpok ng coil ay may direktang kaugnayan sa daloy ng singil. Ang tumpak na pagbabasa sa aparato ay nakamit sa pamamagitan ng pagpapatupad ng isang coil na humahawak ng nadagdagan na sandali na hindi gumagalaw.
Ang sandali ng pagkawalang-kilos ay nagpapahiwatig na ang katawan ay nasa oposisyon sa paggalaw ng angular. Kapag may nadagdagan na sandali ng hindi gumagalaw sa likid, kung gayon ang mga oscillation ay magiging higit pa. Kaya, dahil sa tumpak na pagbabasa na ito ay maaaring makamit.
Detalyadong Teorya
Ang detalyadong teorya ng ballistic galvanometer ay maaaring ipaliwanag sa mga sumusunod na equation. Sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa halimbawa sa ibaba, maaaring malaman ang teorya.
Isaalang-alang natin ang isang hugis-parihaba na likaw na may numero ng 'N' na mga liko na itinatago sa isang pare-pareho na magnetic field. Para sa coil, ang haba at lawak ay 'l' at 'b'. Kaya, ang lugar ng likaw ay
A = l × b
Kapag may kasalukuyang daloy sa kabuuan ng coil, pagkatapos ay binuo ang metalikang kuwintas dito. Ang laki ng metalikang kuwintas ay ibinigay ng τ = NiBA
Ipagpalagay natin na ang daloy ng kasalukuyang sa buong likaw para sa bawat kaunting tagal ng panahon ay dt at sa gayon ang pagbabago sa kasalukuyang kinakatawan bilang
τ dt = NiBA dt
Kapag may kasalukuyang daloy sa buong likaw para sa isang tagal ng panahon na 't' segundo, pagkatapos ang halaga ay kinakatawan bilang
ʃ0tτ dt = NBA ʃ0tidt = NBAq
kung saan ang 'q' ay ang kabuuang halaga ng singil na dumadaloy sa buong likaw. Ang sandali ng hindi gumagalaw na umiiral para sa coil ay ipinapakita bilang 'I' at ang angular na bilis ng coil ay ipinapakita bilang 'ω'. Ang expression sa ibaba ay nagbibigay ng angular momentum ng coil at ito ay lω. Ito ay katulad ng presyon na inilalapat sa likid. Sa pamamagitan ng pagpaparami sa itaas ng dalawang mga equation, nakukuha natin
lw = NBAq
Gayundin, ang lakas na gumagalaw sa kabuuan ng likaw ay magkakaroon ng pagpapalihis sa anggulo na 'ϴ' at ang pagpapalihis ay ibabalik gamit ang tagsibol. Kinakatawan ito ng
Pagpapanumbalik ng halaga ng metalikang kuwintas = (1/2) cϴdalawa
Halaga ng enerhiya na kinetic = (1/2) lwdalawa
Tulad ng pagpapanumbalik ng metalikang kuwintas ay katulad ng pagpapalihis noon
(1/2) cϴdalawa= (1/2) lwdalawa
cϴdalawa= lwdalawa
Gayundin, ang mga pana-panahong oscillation ng coil ay ipinapakita tulad ng sa ibaba
T = 2∏√ (l / c)
Tdalawa= (4∏dalawal / c)
(Tdalawa/ 4∏dalawa) = (l / c)
(cTdalawa/ 4∏dalawa) = l
Sa wakas, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq
q = (ctϴ) / NBA2∏
q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)
Ipagpalagay na k = [(ct) / NBA2∏
Pagkatapos q = k ϴ
Kaya, ang 'k' ay ang palaging term ng ballistic galvanometer.
Pagkakalibrate ng Galvanometer
Ang pagkakalibrate ng galvanometer ay ang diskarte ng pag-alam ng patuloy na halaga ng aparato sa tulong ng ilang mga praktikal na pamamaraan. Narito ang dalawang pamamaraan ng ballistic galvanometer at ang mga iyon
- Sa pamamagitan ng a kapasitor
- Sa pamamagitan ng inductance ng kapwa
Pagkakalibrate gamit ang Capacitor
Ang pare-pareho ang halaga ng ballistic galvanometer ay kilala sa mga halaga ng pagsingil at paglabas ng capacitor. Sa ibaba diagram ng ballistic galvanometer ang paggamit ng isang kapasitor ay ipinapakita ang pagbuo ng pamamaraang ito.
Pagkakalibrate Gamit ang Capacitor
Ang konstruksyon ay kasama ng isang hindi kilalang puwersang electromotive na 'E' at isang switch ng poste 'S'. Kapag nakakonekta ang switch sa pangalawang terminal, pagkatapos ay lumipat ang capacitor sa posisyon ng pagsingil. Sa parehong paraan, kapag nakakonekta ang switch sa unang terminal, pagkatapos ay lumipat ang capacitor sa posisyon ng paglabas gamit ang risistor na 'R' na nasa koneksyon sa serye sa galvanometer. Ang paglabas na ito ay sanhi ng pagpapalihis sa likid sa anggulo na 'ϴ'. Sa pormula sa ibaba, ang galvanometer pare-pareho ay maaaring malaman at ito ay
Kq = (Q / ϴ1) = CE / ϴ1 sinusukat sa coulombs bawat radian.
Pagkakalibrate gamit ang Mutual Inductance
Ang pamamaraang ito ay nangangailangan ng pangunahin at pangalawang coil at ang mga galvanometers ay pare-pareho ang kinakalkula ang kapwa inductance ng mga coil. Ang unang likaw ay nabibigyan ng lakas sa pamamagitan ng kilalang pinagmulan ng boltahe. Dahil sa mutual inductance, magkakaroon ng pag-unlad ng kasalukuyang ang pangalawang circuit at ito ay ginagamit para sa pagkakalibrate ng galvanometer.
Pagkakalibrate Gamit ang Mutual Induction
Mga Aplikasyon ng Ballistic Galvanometer
Ilan sa mga application ay:
- Nagtatrabaho sa mga control system
- Ginamit sa mga display sa laser, at ukit sa laser
- Ginamit para sa pag-alam ng mga pagsukat ng photoresistor sa metering na pamamaraan ng mga film camera.
Kaya, ito ay tungkol sa detalyadong konsepto ng isang ballistic galvanometer. Ito ay malinaw na nagpapaliwanag na gumagana ang aparato, konstruksyon, pagkakalibrate, mga application, at diagram. Mas mahalaga din na malaman ang tungkol sa kung anong mga uri ang nasa ballistic galvanometer at mga kalamangan ng ballistic galvanometer ?
