הגלוונומטר לשעבר הוצג על ידי יוהן שוויגר בשנת 1820. פיתוח המכשיר נעשה גם על ידי אנדרה מארי אמפר. העיצובים הקודמים שיפרו את השפעת השדה המגנטי שפותח על ידי הזרם באמצעות מספר רב של סיבובי חוטים. אז המכשירים הללו נקראו גם כמכפילים בגלל הבנייה הכמעט דומה שלהם. אבל המונח גַלוָנוֹמֶטֶר היה פופולרי יותר בשנת 1836. לאחר מכן, לאחר שיפורים והתקדמות רבים, התגלו סוגים שונים של גלוונומטרים. והסוג היחיד הוא 'גלוונומטר בליסטי'. מאמר זה מסביר בבירור את עקרון העבודה שלו, הבנייה, היישומים והיתרונות שלו.
מהו גלוונומטר בליסטי?
גלוונומטר בליסטי הוא המכשיר המשמש להערכת כמות זרם המטען שפותח מהשטף המגנטי. מכשיר זה הוא סוג של גלוונומטר רגיש המכונה גם גלוונומטר מראה. בניגוד לסוג הכללי של מדידת גלוונומטר, החלק הנע של המכשיר מחזיק רגע אינרציאלי יותר, ולכן הוא מספק תנודה ארוכה. הוא באמת פועל כאינטגרטור המחשב את סכום החיוב שהוצא ממנו. זה יכול להיות כמו מגנט נע או כמו סליל נע.
עקרון עבודה
העיקרון מאחורי עובד גלוונומטר בליסטי הוא שהוא מודד את כמות המטען שזורמת על פני הסליל המגנטי במקום בו זה יוזם את הסליל לנוע. כאשר יש זרימת מטען על פני הסליל, הוא מספק גידול ב נוֹכְחִי ערך בגלל המומנט שנוצר בסליל, והמומנט המפותח הזה פועל לפרק זמן קצר יותר.
בניית גלוונומטר בליסטית
תוצאת הזמן והמומנט נותנים כוח לסליל ואז הסליל מקבל תנועה מסתובבת. כאשר האנרגיה הקינטית ההתחלתית של הסליל מנוצלת לחלוטין להפעלה, הסליל יתחיל להגיע למיקומו האמיתי. אז, הסליל מתנדנד בזירה המגנטית, ואז הסטייה נקבעת למטה מאיפה ניתן למדוד את המטען. לכן, עיקרון המכשיר תלוי בעיקר בהסטת הסליל שיש לו קשר ישיר לכמות המטען שזורמת דרכו.
בניית גלוונומטר בליסטית
הבנייה של גלוונומטר בליסטי זהה לזה של גלוונומטר סליל נע, והוא כולל שני מאפיינים כאשר הם:
- למכשיר יש תנודות לא מוטבעות
- יש בו גם מינימום במיוחד אלקטרומגנטית דעיכה
הגלוונומטר הבליסטי כלול עם חוט נחושת שם הוא מתגלגל על פני המסגרת הלא מוליכה של המכשיר. ארד הזרחן בגלוונומטר מפסיק את הסליל שנמצא בין הקטבים המגנטיים. לשיפור השטף המגנטי, ליבת הברזל ממוקמת בתוך הסליל.
החלק התחתון של הסליל מחובר לקפיץ שם הוא נותן מומנט שיקום לסליל. כאשר יש זרימת מטען על פני הגלוונומטר הבליסטי, הסליל מקבל תנועה ומפתח דחף. לדחף של הסליל יש קשר ישיר לזרימת המטען. הקריאה המדויקת במכשיר מושגת באמצעות הטמעת סליל המחזיק ברגע האינרציאלי המוגבר.
מרגע האינרציה רומז כי הגוף מנוגד לזה של תנועה זוויתית. כאשר יש רגע אינרציאלי מוגבר בסליל, אז התנודות יהיו יותר. לכן, בגלל קריאה מדויקת זו ניתן להשיג.
תיאוריה מפורטת
ניתן להסביר את התיאוריה המפורטת של הגלוונומטר הבליסטי באמצעות המשוואות הבאות. על ידי בחינת הדוגמה הבאה, ניתן לדעת את התיאוריה.
בואו ניקח בחשבון סליל בצורת מלבני שיש לו מספר 'פניות' שנשמר בשדה מגנטי קבוע. עבור הסליל, האורך והרוחב הם 'l' ו- 'b'. אז, אזור הסליל הוא
A = l × b
כשיש זרם זרם על פני הסליל, אז מפתחים עליו את המומנט. גודל ה- עֲנָק ניתן על ידי τ = NiBA
נניח שזרם הזרם על פני הסליל לכל פרק זמן מינימלי הוא dt ולכן השינוי בזרם מיוצג כ
τ dt = NiBA dt
כאשר יש זרימה שוטפת על פני הסליל לפרק זמן של 't' שניות, אז הערך מיוצג כ-
ʃ0tτ dt = NBA ʃ0tidt = NBAq
כאשר 'q' הוא הסכום הכולל של המטען שזורם על פני הסליל. הרגע האינרציאלי שקיים עבור הסליל מוצג כ'אני 'ומהירות הזווית של הסליל מוצגת כ-' ω '. הביטוי שלהלן מספק את המומנטום הזוויתי של הסליל והוא lω. זה דומה ללחץ שמופעל על הסליל. על ידי הכפלת שתי המשוואות הנ'ל, אנו מקבלים
lw = NBAq
כמו כן, לאנרגיה הקינטית על פני הסליל תהיה סטיה בזווית 'ϴ' והסטייה תוחזר באמצעות הקפיץ. הוא מיוצג על ידי
החזרת ערך מומנט = (1/2) cϴשתיים
ערך אנרגיה קינטית = (1/2) lwשתיים
מכיוון שמומנט השבת הסליל דומה לסטייה אז
(1/2) cϴשתיים= (1/2) lwשתיים
cϴשתיים= lwשתיים
כמו כן, התנודות התקופתיות של הסליל מוצגות להלן
T = 2∏√ (l / c)
טשתיים= (4∏שתייםl / c)
(תשתיים/ 4∏שתיים) = (l / c)
(cTשתיים/ 4∏שתיים) = l
סוף סוף, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq
q = (ctϴ) / NBA2∏
q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)
נניח ש- k = [(ct) / NBA2∏
ואז q = k ϴ
אז, 'k' הוא המונח הקבוע של הגלוונומטר הבליסטי.
כיול גלוונומטר
הכיול של הגלוונומטר הוא הגישה להכרת הערך הקבוע של המכשיר בעזרת כמה מתודולוגיות מעשיות. להלן שתי השיטות של הגלוונומטר הבליסטי ואלו הן
- דרך א קַבָּל
- באמצעות השראות הדדיות
כיול באמצעות קבלים
הערך הקבוע של הגלוונומטר הבליסטי ידוע עם ערכי הטעינה והפריקה של הקבל. להלן תרשים גלוונומטר בליסטי באמצעות קבלים מראה את בניית השיטה הזו.
כיול באמצעות קבלים
הבנייה כלולה בכוח אלקטרומוטורי לא ידוע 'E' ומתג מוט 'S'. כאשר המתג מתחבר למסוף השני, הקבל עובר למצב הטעינה. באותו אופן, כאשר המתג מתחבר למסוף הראשון, הקבל עובר למצב הפריקה באמצעות הנגד 'R' הנמצא בחיבור סדרתי לגלוונומטר. פריקה זו גורמת לסטייה בסליל בזווית 'ϴ'. עם הנוסחה שלהלן, ניתן לדעת קבוע גלוונומטר וזהו
Kq = (Q / ϴ1) = CE / ϴ1 נמדד בקולומבים לרדיאן.
כיול באמצעות השראות הדדיות
שיטה זו זקוקה לסלילים ראשוניים ומשניים וקבוע הגלוונומטר מחשב את ההדדי הַשׁרָאוּת של הסלילים. הסליל הראשון מקבל אנרגיה דרך מקור המתח הידוע. בשל ההשראות ההדדיות, תהיה התפתחות הזרם היא המעגל השני וזה מנוצל לצורך כיול הגלוונומטר.
כיול באמצעות אינדוקציה הדדית
יישומי גלוונומטר בליסטיים
מעט מהיישומים הם:
- מועסק במערכות בקרה
- משמש בתצוגות לייזר, ובחרוט לייזר
- מנוצל להכרת מדידות פוטו-רזיסטור בשיטת המדידה של מצלמות סרט.
אז, זה הכל על הרעיון המפורט של גלוונומטר בליסטי. זה מסביר בבירור את המכשיר עובד, בנייה, כיול, יישומים ודיאגרמה. כמו כן, חשוב יותר לדעת מהם הסוגים בגלוונומטר בליסטי יתרונות גלוונומטר בליסטיים ?
