Eski galvanometre, 1820 yılında Johann Schweigger tarafından tanıtıldı. Cihazın geliştirilmesi de Andre Marie Ampere tarafından yapıldı. Önceki tasarımlar, birçok tel dönüşü yoluyla akım tarafından geliştirilen manyetik alanın etkisini arttırdı. Bu nedenle, neredeyse benzer yapıları nedeniyle bu cihazlar da çarpan olarak adlandırıldı. Ama terim galvanometre 1836'da daha popüler hale geldi. Daha sonra pek çok geliştirme ve ilerlemeyle birlikte çeşitli galvanometre türleri ortaya çıktı. Ve bir türü 'Balistik Galvanometre' dir. Bu makale çalışma prensibini, yapısını, uygulamalarını ve avantajlarını açıkça açıklamaktadır.

Balistik Galvanometre nedir?

Balistik Galvanometre, manyetik akıdan geliştirilen şarj akışı miktarını değerlendirmek için kullanılan cihazdır. Bu cihaz, aynalı galvanometre olarak da adlandırılan hassas bir galvanometredir. Genel ölçüm galvanometresinin aksine, cihazın hareketli bölümü daha atalet momentine sahiptir, bu nedenle uzun bir salınım süresi sağlar. Gerçekten, kendisinden atılan ücret miktarını hesaplayan bir entegratör olarak çalışır. Bu hareket eden bir mıknatıs gibi veya hareketli bir bobin gibi olabilir.

Çalışma prensibi

Arkasındaki ilke balistik galvanometre çalışması bobinin hareket etmeye başladığı yerde manyetik bobin boyunca akan yük miktarını ölçmesidir. Bobin üzerinden şarj akışı olduğunda, akım Bobinde üretilen tork nedeniyle değer alır ve bu geliştirilen tork daha kısa süre çalışır.

Balistik Galvanometre Yapısı

Zaman ve tork sonucu bobin için kuvvet verir ve ardından bobin dönme hareketi alır. Bobinin başlangıç kinetik enerjisi tamamen çalışma için kullanıldığında, bobin gerçek konumuna gelmeye başlayacaktır. Böylece bobin manyetik alanda sallanır ve daha sonra yükün ölçülebileceği yerden sapma belirtilir. Bu nedenle, cihazın prensibi esas olarak, içinden akan yük miktarı ile doğrudan ilişkisi olan bobin sapmasına bağlıdır.

Balistik Galvanometre Yapısı

Balistik bir galvanometrenin yapısı, hareketli bobin galvanometrenin yapısı ile aynıdır ve şu iki özelliği içerir:

Cihaz, sönümsüz salınımlara sahip
Ayrıca son derece minimum elektromanyetik sönümleme

Balistik galvanometre, cihazın iletken olmayan çerçevesi boyunca yuvarlandığı bakır tel ile birlikte verilir. Galvanometrede bulunan fosfor bronz, manyetik kutuplar arasında bulunan bobini durdurur. Manyetik akının arttırılması için, demir çekirdek bobinin içine yerleştirilir.

Bobinin alt bölümü, bobin için geri yükleme torku verdiği yaya bağlanır. Balistik galvanometrede yük akışı olduğunda, bobin hareket eder ve bir dürtü geliştirir. Bobinin impulsu, yük akışıyla doğrudan ilişkilidir. Cihazdaki doğru okuma, artan atalet momentini tutan bir bobin uygulanarak elde edilir.

Eylemsizlik momenti, bedenin açısal hareketin tersi olduğunu gösterir. Bobinde artan atalet momenti olduğunda, salınımlar daha fazla olacaktır. Bu nedenle, bu hassas okuma elde edilebilir.

Ayrıntılı Teori

Balistik galvanometrenin ayrıntılı teorisi aşağıdaki denklemlerle açıklanabilir. Aşağıdaki örnek dikkate alındığında teori bilinebilir.

Sabit bir manyetik alanda tutulan 'N' sayıda dönüşe sahip dikdörtgen şekilli bir bobini düşünelim. Bobin için uzunluk ve genişlik 'l' ve 'b' dir. Yani bobinin alanı

A = l × b

Bobinde akım akışı olduğunda, üzerinde tork geliştirilir. Büyüklüğü tork τ = NiBA ile verilir

Her minimum zaman periyodu için bobin boyunca akım akışının dt olduğunu ve böylece akımdaki değişikliğin şu şekilde temsil edildiğini varsayalım:

“mikroçip nasıl programlanır ”

τ dt = NiBA dt

Bobinde 't' saniyelik bir süre boyunca akım akışı olduğunda, değer şu şekilde temsil edilir:

ʃ₀^tτ dt = NBA ʃ₀^tidt = NBAq

Burada 'q', bobin boyunca akan toplam şarj miktarıdır. Bobin için var olan eylemsizlik momenti 'I' olarak gösterilir ve bobinin açısal hızı 'ω' olarak gösterilir. Aşağıdaki ifade bobinin açısal momentumunu sağlar ve lω dir. Bobine uygulanan basınca benzer. Yukarıdaki iki denklemi çarparak şunu elde ederiz

lw = NBAq

Ayrıca, bobin üzerindeki kinetik enerji 'ϴ' açısında sapmaya sahip olacak ve sapma yay kullanılarak geri yüklenecektir. Tarafından temsil edilmektedir

Tork değerini geri yükleme = (1/2) cϴ^iki

Kinetik enerji değeri = (1/2) lw^iki

Bobinin geri yükleme torku sapmaya benzer olduğundan,

(1/2) cϴ^iki= (1/2) lw^iki

cϴ^iki= lw^iki

Ayrıca bobinin periyodik salınımları aşağıdaki gibi gösterilmiştir.

T = 2∏√ (l / c)

T^iki= (4∏^ikil / c)

(T^iki/ 4∏^iki) = (l / c)

“ac ve dc akımı açıkladı ”

(cT^iki/ 4∏^iki) = l

En sonunda, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq

q = (ctϴ) / NBA2∏

q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)

K = [(ct) / NBA2∏ olduğunu varsayalım

O zaman q = k ϴ

Dolayısıyla, 'k', balistik galvanometrenin sabit terimidir.

Galvanometre Kalibrasyonu

Galvanometrenin kalibrasyonu, bazı pratik metodolojilerin yardımıyla cihazın sabit değerini bilme yaklaşımıdır. İşte balistik galvanometrenin iki yöntemi ve bunlar

Aracılığıyla kapasitör
Karşılıklı endüktans yoluyla

Kapasitör kullanarak kalibrasyon

Balistik galvanometrenin sabit değeri kondansatörün şarj ve deşarj değerleri ile bilinir. Aşağıdaki balistik galvanometre diyagramı bir kapasitör kullanmak, bu yöntemin yapısını gösterir.

Kapasitör Kullanarak Kalibrasyon

Yapı, bilinmeyen bir elektromotor kuvveti 'E' ve bir kutup anahtarı 'S' ile birlikte verilir. Anahtar ikinci terminale bağlandığında, kondansatör şarj konumuna hareket eder. Aynı şekilde, anahtar ilk terminale bağlandığında, kondansatör galvanometreye seri olarak bağlanan 'R' direncini kullanarak boşaltma konumuna hareket eder. Bu deşarj, bobinde 'ϴ' açısında sapmaya neden olur. Aşağıdaki formül ile galvanometre sabiti bilinebilir ve

“elektrik 2 yollu anahtar bağlantı şeması ”

Kq = (Q / ϴ₁) = CE / ϴ₁ radyan başına kulomb cinsinden ölçülür.

Karşılıklı Endüktans kullanarak kalibrasyon

Bu yöntem birincil ve ikincil bobinlere ihtiyaç duyar ve galvanometreler sabiti karşılıklı olarak hesaplar indüktans bobinlerin. İlk bobine, bilinen voltaj kaynağı üzerinden enerji verilir. Karşılıklı endüktansa bağlı olarak akımın gelişmesi ikinci devredir ve bu galvanometrenin kalibrasyonu için kullanılır.

Karşılıklı İndüksiyon Kullanarak Kalibrasyon

Balistik Galvanometre Uygulamaları

Uygulamalardan çok azı:

Kontrol sistemlerinde kullanılır
Lazer ekranlarda ve lazer kazımada kullanılır
Film kameralarının ölçüm yönteminde foto direnç ölçümlerini bilmek için kullanılır.

Yani, bu tamamen ayrıntılı bir balistik galvanometrenin konseptiyle ilgili. Cihazın çalışmasını, yapısını, kalibrasyonunu, uygulamalarını ve şemasını net bir şekilde açıklar. Balistik galvanometrede tiplerin neler olduğunu bilmek de daha önemlidir ve balistik galvanometrenin avantajları ?