Qué es un galvanómetro balístico: cómo funciona y sus usos

El antiguo galvanómetro fue introducido por Johann Schweigger en 1820. El desarrollo del dispositivo también estuvo a cargo de André Marie Ampère. Los diseños más antiguos mejoraron el efecto del campo magnético desarrollado por la corriente a través de muchas vueltas de cable. Por lo tanto, estos dispositivos también fueron llamados multiplicadores debido a su construcción casi similar. Pero el término galvanómetro fue más popular en 1836. Luego, después de muchas mejoras y avances, surgieron 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 un galvanómetro balístico?

El galvanómetro balístico es el dispositivo utilizado para medir la cantidad de flujo de carga desarrollado a partir del flujo magnético. Este dispositivo es una especie de galvanómetro sensible que también se llama galvanómetro de espejo. A diferencia del tipo general de galvanómetro de medición, la sección móvil del dispositivo tiene un mayor momento de inercia, por lo que proporciona una oscilación de larga duración. Realmente funciona como un integrador que calcula la cantidad de carga expulsada de él. Puede ser como un imán en movimiento o como una bobina en movimiento.

Principio de funcionamiento

El principio detrás de la funcionamiento del galvanómetro balístico 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 un flujo de carga a través de la bobina, proporciona un aumento en el valor actual debido al par que se genera en la bobina, y este par desarrollado trabaja por un período de tiempo más corto.

El resultado del tiempo y el par le da fuerza a la bobina y luego la bobina obtiene su movimiento de rotación. Cuando la energía cinética inicial de la bobina se utiliza por completo para la operación, la bobina comenzará a alcanzar su posición real. Por lo tanto, la bobina oscila en la arena magnética y luego se indica la desviación hacia abajo desde donde se puede medir la carga. Así, el principio del dispositivo depende principalmente de la desviación de la bobina que tiene una relación directa con la cantidad de carga que pasa a través de ella.

Construcción del galvanómetro balístico

La construcción de un galvanómetro balístico es la misma que la de un galvanómetro de bobina móvil e incluye dos propiedades:

• El dispositivo tiene oscilaciones no amortiguadas
• También tiene una amortiguación electromagnética excepcionalmente mínima.

El galvanómetro balístico se incluye con un cable de cobre donde se enrolla en el marco no conductor del dispositivo. El bronce fosforoso 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 al resorte donde le da a la bobina un par de torsión de restauración. Cuando hay un flujo de carga a través del galvanómetro balístico, la bobina comienza a tener movimiento y desarrolla un pulso. El impulso de la bobina tiene una relación directa con el flujo de carga. La lectura precisa en el dispositivo se logra implementando una bobina que mantiene un mayor momento de inercia.

El momento de inercia implica que el cuerpo está en oposición al de movimiento angular. Cuando hay un mayor momento de inercia en la bobina, las oscilaciones serán mayores. Por lo tanto, debido a esto, se puede lograr una lectura precisa.

Teoría detallada

La teoría detallada del galvanómetro balístico se puede explicar con las siguientes ecuaciones. Al considerar el ejemplo a continuación, se puede conocer la teoría.

Considere una bobina de forma rectangular que tiene un número "N" 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 = ancho × fondo

Cuando hay un flujo de corriente a través de la bobina, se desarrolla un par en ella. La magnitud del par viene dada por τ = NiBA

Suponga 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 está representado por

τ dt = NiBA dt

Cuando hay un flujo de corriente a través de la bobina durante un período de 't' segundos, el valor se representa como

ʃ₀^tú τ dt = NBA ʃ₀^tú idt = 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 está representado por 'I' y la velocidad angular de la bobina está representada por 'ω'. La siguiente expresión proporciona el momento angular de la bobina y es lω. Es similar a la presión aplicada a la bobina. Al multiplicar las dos ecuaciones anteriores, obtenemos

lw = NBAq

Además, la energía cinética a través de la bobina tendrá una desviación en el ángulo 'ϴ' y la desviación se restaurará usando el resorte. Él está representado por

Restauración del valor de torque = (1/2)cϴ²

Valor de la energía cinética = (1/2) bajo²

Como el par de restauración de la bobina es similar a la desviación, entonces

(1/2)cϴ² = (1/2) lw²

cϴ² = lw²

Además, las oscilaciones periódicas de la bobina se muestran a continuación.

T = 2∏√(l/c)

j² = (4∏²l/c)

(T²/4∏²) = (l/c)

(Connecticut²/4∏²) = l

Para terminar, (ctϴ/2∏) =lw = NBAq

q = (ctϴ)/NBA2∏

q = [(ct)/NBA2∏] *ϴ)

Supongamos que k =[(ct)/NBA2∏[(ct)/NBA2∏[(ct)/NBA2∏[(ct)/NBA2∏

Entonces q = kϴ

Así, '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 utilizando algunas metodologías prácticas. Aquí están los dos métodos de galvanómetro balístico y estos son

• A través de un condensador
• Por inductancia mutua

Calibración usando un capacitor

El valor constante del galvanómetro balístico se conoce con los valores de carga y descarga del capacitor. El fondo diagrama de galvanómetro balístico el uso de un capacitor muestra la construcción de este método.

La construcción se incluye con una fuerza electromotriz desconocida 'E' y un interruptor de polo 'S'. Cuando el interruptor está conectado a la segunda terminal, el capacitor se mueve a la posición de carga. De manera similar, cuando el interruptor está conectado al primer terminal, el capacitor se mueve a la posición de descarga con la ayuda de la resistencia 'R' que está conectada en serie con el galvanómetro. Esta descarga provoca una desviación 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 medida en culombios por radian.

Calibración mediante inductancia mutua

Este método requiere bobinas primarias y secundarias y la constante de los galvanómetros calcula la inductancia mutua de las bobinas. La primera bobina está alimentada por la fuente de voltaje conocida. Debido a la inductancia mutua habrá un desarrollo de corriente en el segundo circuito y esto se usa para la calibración del galvanómetro.

Aplicaciones de galvanómetro balístico

Pocas aplicaciones son:

• Empleado en sistemas de control.
• Utilizado en pantallas láser y grabado. láser
• Se utiliza para averiguar las mediciones de fotorresistencia en el método de medición de la cámara de película.

Este es el concepto detallado de un galvanómetro balístico. Explica claramente el funcionamiento, construcción, calibración, aplicaciones y diagrama del dispositivo. También es más importante saber qué tipos de galvanómetro balístico y ventajas del galvanómetro balístico?