Balistický galvanometer
definícia: Galvanometer, ktorý sa používa na odhad množstva nábojového prietoku cez neho, sa nazýva balistický galvanometer, Pracovný princíp balistikygalvanometer je veľmi jednoduchý. Závisí to od vychýlenia cievky, ktorá je priamo úmerná náboju, ktorý cez ňu prechádza. Galvanometer meria väčšinu náboja, cez ktorý prechádza cez prúd.
Výstavba balistického galvanometra
Balistický galvanometer sa skladá z cievkymedený drôt, ktorý je navinutý na nevodivom ráme galvanometra. Fosforový bronz suspenduje cievku medzi severným a južným pólom magnetu. Na zvýšenie magnetického toku sa železné jadro umiestni do cievky. Spodná časť cievky je spojená s pružinou. Táto pružina poskytuje spätnému krútiacemu momentu cievke.
Keď náboj prechádza galvanometrom,ich cievka sa začne pohybovať a dostane impulz. Impulz cievky je úmerný nábojom, ktoré ním prechádzajú. Skutočné odčítanie galvanometra dosahuje použitím cievky s vysokým momentom zotrvačnosti. Moment zotrvačnosti znamená, že telo je proti uhlovému pohybu. Ak má cievka vysoký moment zotrvačnosti, potom sú ich kmity veľké. Takto sa získa presné odčítanie.
Teória balistického galvanometra
Zvážte, že obdĺžniková cievka má N počet závitov umiestnených v rovnomernom magnetickom poli. nechať l je dĺžka a. \ t b je šírka cievky. Plocha cievky sa udáva ako
Keď prúd prechádza cez cievku, pôsobí na ňu krútiaci moment. Daný výraz určuje veľkosť krútiaceho momentu.
Prúd prúdom cez cievku po veľmi krátku dobu hovorí dt a je vyjadrený ako
Ak sa prúd prechádzajúci cez cievku po dobu niekoľkých sekúnd, stáva sa výrazom
Q je celkový náboj prechádzajúci cez cievku. Moment zotrvačnosti cievky je daný l, a uhlovou rýchlosťou ω. Výraz udáva moment hybnosti cievky
Moment hybnosti cievky sa rovná sile pôsobiacej na cievku. Takže z rovnice (4) a (5) dostaneme.
Kinetická energia (K) vychýli cievku cez uhol θ a toto vychýlenie sa obnoví cez pružinu.
Uťahovací moment cievky sa rovná ich vychýleniu. To znamená,
Periodické kmitanie cievky sa udáva ako
Vynásobením rovnice (7) z vyššie uvedenej rovnice dostaneme
Pri nahradení hodnoty rovnice (6) v rovnici (8) dostaneme
K je konštanta balistického galvanometra.
Kalibrácia galvanometra
Kalibrácia galvanometra je proces stanovenia jeho konštantnej hodnoty pomocou praktických experimentov, Ďalej sú uvedené metódy používané na určenie konštanty balistického galvanometra.
Použitie kondenzátora
Nabíjanie a vybíjanie kondenzátoraudáva hodnoty balistického galvanometra konštantne. Usporiadanie obvodov na kalibráciu balistického galvanometra s použitím kondenzátora je znázornené na obrázku nižšie.
Obvod používa dva pólové spínače S aneznámy zdroj EMF E. Keď sa prepínač S pripojí na svorku 2, potom sa kondenzátor nabije. Podobne, keď sa prepínač pripája na svorku 1, potom sa kondenzátor stáva vybíjaním cez odpor R, zapojený v sérii s balistickým galvanometrom.
Výbojový prúd kondenzátora vychýli cievku balistického galvanometra o uhol 9. Vzorec počíta konštantu galvanometra
Použitie vzájomnej indukčnosti
Konštanta balistického galvanometraurčuje vzájomnou indukčnosťou medzi cievkami. Usporiadanie balistického galvanometra vyžaduje dve cievky; primárne a sekundárne. Primárna cievka je napájaná pomocou známeho zdroja napätia.
V dôsledku vzájomnej indukcie prúd indukuje v sekundárnom okruhu. Tento prúd sa používa na kalibráciu balistického galvanometra.