Ballistinen galvanometri
Määritelmä: Galvanometriä, jota käytetään estämään sen läpi kulkevan varauksen määrä, kutsutaan ballistiseksi galvanometriksi. Ballistisen toimintaperiaategalvanometri on hyvin yksinkertainen. Se riippuu kelan taipumisesta, joka on suoraan verrannollinen sen läpi kulkevaan varaukseen. Galvanometri mittaa suurimman osan latauksesta sen läpi virrasta huolimatta.
Ballistisen galvanometrin rakentaminen
Ballistinen galvanometri koostuu kelastakuparilanka, joka on kierretty galvanometrin johtamattomaan kehykseen. Fosforipronssi keskeyttää kelan magneetin pohjois- ja eteläpylväiden välillä. Magneettivuon lisäämiseksi rauta-ydin sijoittuu kelan sisään. Kelan alaosa yhdistää jousen kanssa. Tämä jousi antaa kelalle palautusvääntömomentin.
Kun lataus kulkee galvanometrin läpi,niiden kela alkaa liikkua ja saa impulssin. Kelan impulssi on verrannollinen sen läpi kulkeviin maksuihin. Galvanometrin todellinen lukema saavutetaan käyttämällä kelaa, jolla on suuri inertia-aika. Hitausmomentti tarkoittaa, että keho vastustaa kulma- liikettä. Jos kelalla on suuri inertia-aika, niiden värähtelyt ovat suuria. Näin saadaan tarkka lukema.
Ballistisen galvanometrin teoria
Tarkastellaan suorakulmaista kelaa, jonka N lukumäärä on sijoitettu yhtenäiseen magneettikenttään. Päästää l olla pituus ja b olla kelan leveys. Kelan pinta-ala on annettu
Kun virta kulkee kelan läpi, vääntömomentti vaikuttaa siihen. Annettu lauseke määrittää vääntömomentin suuruuden.
Anna virran kulkea kelan läpi hyvin lyhyeksi ajaksi, sanoo dt ja se ilmaistaan
Jos virta kulkee kelan läpi t sekunnin ajan, ilmaisu tulee
Q on kokonaislataus kulkee kelan läpi. Kelan inertian hetki on l, ja kulmanopeus läpi ω. Ilmaus antaa kelan kulmamomentin
Kelan kulmamomentti on sama kuin kelaan kohdistuva voima. Näin ollen yhtälöstä (4) ja (5) saamme.
Kineettinen energia (K) ohjaa kelan kulman θ läpi ja tämä taipuma palautuu jousen läpi.
Kelan vääntömomentti on yhtä suuri kuin niiden taipuma. Täten,
Kelan jaksollinen värähtely annetaan arvona
Kerrotaan yhtälö (7) edellä olevasta yhtälöstä saamme
Yhtälön (6) arvon korvaaminen yhtälössä (8) saadaan
K on ballistisen galvanometrin vakio.
Galvanometrin kalibrointi
Galvanometrin kalibrointi on prosessi, jossa määritetään sen vakioarvo käytännön kokeiden avulla. Seuraavat ovat ballistisen galvanometrin vakion määrittämiseen käytetyt menetelmät.
Kondensaattorin käyttö
Kondensaattorin lataaminen ja purkaminenantaa ballistisen galvanometrin vakion arvot. Kuvassa on esitetty piirijärjestely ballistisen galvanometrin kalibroimiseksi kondensaattoria käyttäen.
Piiri käyttää kahta napakytkintä S jatuntematon EMF-lähde E. Kun kytkin S kytketään päätteeseen 2, kondensaattori latautuu. Samoin, kun kytkin kytketään liittimeen 1, kondensaattori purkautuu vastuksen R kautta, joka on kytketty sarjaan ballistisen galvanometrin kanssa.
Kondensaattorin purkausvirta ohjaa ballistisen galvanometrin kelaa kulman θ kautta. Kaava laskee galvanometrin vakion
Keskinäisen induktanssin käyttäminen
Ballistisen galvanometrin vakiomäärittää käämien välisen keskinäisen induktanssin kautta. Ballistisen galvanometrin järjestely vaatii kaksi kelaa; ensisijainen ja toissijainen. Ensisijainen kela virtaa tuntemalla jännitelähde.
Keskinäisen induktion vuoksi virta synnyttää sekundaaripiirissä. Ja tätä virtaa käytetään ballistisen galvanometrin kalibrointiin.
