El antiguo galvanómetro fue introducido por Johann Schweigger en el año 1820. El desarrollo del dispositivo también fue realizado por Andre Marie Ampere. Los primeros diseños mejoraron el efecto del campo magnético que fue desarrollado por la corriente a través de muchas vueltas de alambre. Entonces, estos dispositivos también se llamaron multiplicadores debido a su construcción casi similar. Pero el término galvanómetro era más popular en 1836. Luego, con muchas mejoras y progresiones, aparecieron varios tipos de galvanómetros. Y el único tipo es 'Galvanómetro balístico'. Este artículo explica claramente su principio de funcionamiento, construcción, aplicaciones y ventajas.
¿Qué es el galvanómetro balístico?
El galvanómetro balístico es el dispositivo que se emplea para evaluar la cantidad de flujo de carga que se desarrolla a partir del flujo magnético. Este dispositivo es una especie de galvanómetro sensible que también se denomina galvanómetro de espejo. A diferencia del tipo general de galvanómetro de medición, la sección móvil del dispositivo tiene un momento más inercial, por lo que proporciona un tiempo de oscilación prolongado. Realmente funciona como un integrador que calcula la cantidad de carga expulsada de él. Esto podría ser como un imán en movimiento o como una bobina en movimiento.
Principio de funcionamiento
El principio detrás del galvanómetro balístico en funcionamiento es que mide la cantidad de carga que fluye a través de la bobina magnética donde esto inicia el movimiento de la bobina. Cuando hay flujo de carga a través de la bobina, proporciona un aumento en la Actual valor debido al par que se genera en la bobina, y este par desarrollado opera durante un período de tiempo más corto.
Construcción de galvanómetro balístico
El resultado del tiempo y el par dan fuerza a la bobina y luego la bobina obtiene su movimiento giratorio. Cuando la energía cinética inicial de la bobina se emplea totalmente para la operación, la bobina comenzará a salir a su posición real. Entonces, la bobina se balancea en la arena magnética, y la desviación se establece hacia abajo desde donde se podría medir la carga. Entonces, el principio del dispositivo depende principalmente de la deflexión de la bobina que tiene una relación directa con la cantidad de carga que fluye a través de ella.
Construcción de galvanómetro balístico
La construcción de un galvanómetro balístico es la misma que la de un galvanómetro de bobina móvil e incluye dos propiedades donde son:
- El dispositivo tiene oscilaciones no amortiguadas
- También tiene excepcionalmente mínimo electromagnético mojadura
El galvanómetro balístico se incluye con alambre de cobre donde se enrolla a través del marco no conductor del dispositivo. El bronce de fósforo en el galvanómetro detiene la bobina que está presente entre los polos magnéticos. Para mejorar el flujo magnético, el núcleo de hierro se coloca dentro de la bobina.
La sección inferior de la bobina está conectada con el resorte donde le da un par de restauración a la bobina. Cuando hay un flujo de carga a través del galvanómetro balístico, entonces la bobina se mueve y desarrolla un impulso. El impulso de la bobina tiene una relación directa con el flujo de carga. La lectura precisa en el dispositivo se logra mediante la implementación de una bobina que mantiene un mayor momento de inercia.
El momento de inercia implica que el cuerpo se opone al movimiento angular. Cuando hay un mayor momento de inercia en la bobina, las oscilaciones serán mayores. Entonces, debido a esta lectura precisa se puede lograr.
Teoría detallada
La teoría detallada del galvanómetro balístico se puede explicar con las siguientes ecuaciones. Al considerar el siguiente ejemplo, se puede conocer la teoría.
Consideremos una bobina de forma rectangular que tiene 'N' número de vueltas que se mantiene en un campo magnético constante. Para la bobina, la longitud y el ancho son 'l' y 'b'. Entonces, el área de la bobina es
A = l × b
Cuando hay un flujo de corriente a través de la bobina, entonces se desarrolla el par en ella. La magnitud de la esfuerzo de torsión está dado por τ = NiBA
Supongamos que el flujo de corriente a través de la bobina para cada período de tiempo mínimo es dt y, por lo tanto, el cambio en la corriente se representa como
τ dt = NiBA dt
Cuando hay un flujo de corriente a través de la bobina durante un período de tiempo de 't' segundos, entonces el valor se representa como
ʃ0tτ dt = NBA ʃ0tidt = NBAq
donde 'q' es la cantidad total de carga que fluye a través de la bobina. El momento de inercia que existe para la bobina se muestra como 'I' y la velocidad angular de la bobina se muestra como 'ω'. La siguiente expresión proporciona el momento angular de la bobina y es lω. Es similar a la presión que se aplica a la bobina. Al multiplicar las dos ecuaciones anteriores, obtenemos
lw = NBAq
Además, la energía cinética a través de la bobina tendrá una deflexión en un ángulo '‘ 'y la deflexión se restablecerá mediante el resorte. Está representado por
Restaurando el valor de torque = (1/2) cϴ2
Valor de energía cinética = (1/2) lw2
Como el par de restauración de la bobina es similar a la deflexión,
(1/2) cϴ2= (1/2) lw2
cϴ2= lw2
Además, las oscilaciones periódicas de la bobina se muestran a continuación
T = 2∏√ (l / c)
T2= (4∏2l / c)
(T2/4∏2) = (l / c)
(Connecticut2/4∏2) = l
Finalmente, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq
q = (ctϴ) / NBA2∏
q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)
Suponga que k = [(ct) / NBA2∏
Entonces q = k ϴ
Entonces, 'k' es el término constante del galvanómetro balístico.
Calibración del galvanómetro
La calibración del galvanómetro es el enfoque de conocer el valor constante del dispositivo con la ayuda de algunas metodologías prácticas. Aquí están los dos métodos del galvanómetro balístico y esos son
- A través de un condensador
- Mediante inductancia mutua
Calibración mediante condensador
El valor constante del galvanómetro balístico se conoce con los valores de carga y descarga del condensador. El siguiente diagrama de galvanómetro balístico el uso de un condensador muestra la construcción de este método.
Calibración con condensador
La construcción se incluye con una fuerza electromotriz desconocida 'E' y un interruptor de polo 'S'. Cuando el interruptor se conecta al segundo terminal, el capacitor se mueve a la posición de carga. De la misma manera, cuando el interruptor se conecta al primer terminal, entonces el capacitor se mueve a la posición de descarga usando la resistencia 'R' que está en conexión en serie con el galvanómetro. Esta descarga provoca una deflexión en la bobina en el ángulo 'ϴ'. Con la siguiente fórmula, se puede conocer la constante del galvanómetro y es
Kq = (Q / ϴ1) = CE / ϴ1 medido en culombios por radianes.
Calibración mediante inductancia mutua
Este método necesita bobinas primarias y secundarias y la constante de los galvanómetros calcula el mutuo inductancia de las bobinas. La primera bobina se energiza a través de la fuente de voltaje conocida. Debido a la inductancia mutua, habrá un desarrollo de corriente en el segundo circuito y este se utiliza para la calibración del galvanómetro.
Calibración mediante inducción mutua
Aplicaciones del galvanómetro balístico
Algunas de las aplicaciones son:
- Empleado en sistemas de control
- Utilizado en pantallas láser y grabado láser.
- Se utiliza para conocer las mediciones de fotoresistores en el método de medición de las cámaras de película.
Entonces, se trata del concepto detallado de un galvanómetro balístico. Explica claramente el funcionamiento, la construcción, la calibración, las aplicaciones y el diagrama del dispositivo. También es más importante saber cuáles son los tipos en galvanómetro balístico y Ventajas del galvanómetro balístico ?
