L'ancien galvanomètre a été introduit par Johann Schweigger en 1820. Le développement de l'appareil a également été réalisé par André Marie Ampère. Les premiers modèles amélioraient l'effet du champ magnétique développé par le courant à travers de nombreux nombres de tours de fil. Ainsi, ces appareils étaient également appelés multiplicateurs en raison de leur construction presque similaire. Mais le terme galvanomètre était plus en popularité en 1836. Puis, après de nombreuses améliorations et progressions, divers types de galvanomètres ont vu le jour. Et le seul type est le «Galvanomètre balistique». Cet article explique clairement son principe de fonctionnement, sa construction, ses applications et ses avantages.
Qu'est-ce que le galvanomètre balistique?
Le galvanomètre balistique est le dispositif utilisé pour évaluer la quantité de flux de charge développée à partir du flux magnétique. Cet appareil est une sorte de galvanomètre sensible qui est également appelé galvanomètre à miroir. Contrairement au type général de galvanomètre de mesure, la section mobile de l'appareil détient un moment d'inertie plus, de sorte qu'il fournit une longue période d'oscillation. Il fonctionne véritablement comme un intégrateur calculant la quantité de charge qui en est expulsée. Cela peut être comme un aimant mobile ou comme une bobine mobile.
Principe de fonctionnement
Le principe derrière le travail de galvanomètre balistique est qu'il mesure la quantité de charge qui circule à travers la bobine magnétique où cela déclenche le mouvement de la bobine. Lorsqu'il y a un flux de charge à travers la bobine, cela augmente le actuel en raison du couple qui est généré dans la bobine, et ce couple développé fonctionne pendant une période de temps plus courte.
Construction du galvanomètre balistique
Le résultat du temps et du couple donne une force à la bobine, puis la bobine obtient un mouvement de rotation. Lorsque l'énergie cinétique de démarrage de la bobine est totalement utilisée pour le fonctionnement, la bobine commence alors à atteindre sa position réelle. Ainsi, la bobine oscille dans l'arène magnétique, et la déviation est alors indiquée vers le bas à partir de l'endroit où la charge peut être mesurée. Ainsi, le principe de l'appareil dépend principalement de la déviation de la bobine qui a une relation directe avec la quantité de charge qui la traverse.
Construction du galvanomètre balistique
La construction d'un galvanomètre balistique est la même que celle du galvanomètre à bobine mobile et comprend deux propriétés où celles-ci sont:
- L'appareil a des oscillations non amorties
- Il a également un minimum électromagnétique amortissement
Le galvanomètre balistique est inclus avec un fil de cuivre où il est enroulé sur le châssis non conducteur de l'appareil. Le bronze au phosphore dans le galvanomètre arrête la bobine qui est présente entre les pôles magnétiques. Pour l'amélioration du flux magnétique, le noyau de fer est placé à l'intérieur de la bobine.
La section inférieure de la bobine est reliée au ressort où elle donne le couple de restauration de la bobine. Lorsqu'il y a un flux de charge à travers le galvanomètre balistique, la bobine obtient un mouvement et développe une impulsion. L'impulsion de la bobine a une relation directe avec le flux de charge. La lecture précise dans l'appareil est obtenue en mettant en œuvre une bobine qui maintient un moment d'inertie accru.
Le moment d'inertie implique que le corps est en opposition avec celui du mouvement angulaire. Lorsqu'il y a un moment d'inertie accru dans la bobine, les oscillations seront plus importantes. Ainsi, en raison de cette lecture précise peut être réalisée.
Théorie détaillée
La théorie détaillée du galvanomètre balistique peut être expliquée avec les équations suivantes. En considérant l'exemple ci-dessous, la théorie peut être connue.
Considérons une bobine de forme rectangulaire qui a un nombre «N» de spires qui est maintenu dans un champ magnétique constant. Pour la bobine, la longueur et la largeur sont «l» et «b». Ainsi, la zone de la bobine est
A = l × b
Lorsqu'il y a un flux de courant à travers la bobine, le couple y est développé. L'ampleur de la couple est donné par τ = NiBA
Supposons que le flux de courant à travers la bobine pour chaque période de temps minimale soit dt et donc le changement de courant est représenté par
τ dt = NiBA dt
Lorsqu'un courant circule dans la bobine pendant une période de «t» secondes, la valeur est représentée par
ʃ0tτ dt = NBA ʃ0tidt = NBAq
où «q» est la quantité totale de charge qui circule à travers la bobine. Le moment d'inertie qui existe pour la bobine est indiqué par «I» et la vitesse angulaire de la bobine est représentée par «ω». L'expression ci-dessous fournit le moment cinétique de la bobine et il est lω. Elle est similaire à la pression appliquée à la bobine. En multipliant les deux équations ci-dessus, nous obtenons
lw = NBAq
En outre, l'énergie cinétique à travers la bobine aura une déflexion à un angle de «ϴ» et la déflexion sera restaurée à l'aide du ressort. Il est représenté par
Rétablissement de la valeur de couple = (1/2) cϴdeux
Valeur d'énergie cinétique = (1/2) lwdeux
Comme le couple de rappel de la bobine est similaire à la déviation, alors
(1/2) cϴdeux= (1/2) lwdeux
cϴdeux= lwdeux
En outre, les oscillations périodiques de la bobine sont illustrées ci-dessous
T = 2∏√ (l / c)
Tdeux= (4∏deuxl / c)
(Tdeux/ 4∏deux) = (l / c)
(cTdeux/ 4∏deux) = l
Pour terminer, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq
q = (ctϴ) / NBA2∏
q = [(ct) / NBA2∏] * ϴ)
Supposons que k = [(ct) / NBA2∏
Alors q = k ϴ
Ainsi, «k» est le terme constant du galvanomètre balistique.
Étalonnage du galvanomètre
L’étalonnage du galvanomètre consiste à connaître la valeur constante de l’appareil à l’aide de certaines méthodologies pratiques. Voici les deux méthodes du galvanomètre balistique et celles-ci sont
- Grâce à un condensateur
- Par inductance mutuelle
Étalonnage à l'aide d'un condensateur
La valeur constante du galvanomètre balistique est connue avec les valeurs de charge et de décharge du condensateur. Le dessous diagramme de galvanomètre balistique l'utilisation d'un condensateur montre la construction de cette méthode.
Calibrage à l'aide d'un condensateur
La construction est incluse avec une force électromotrice inconnue «E» et un interrupteur polaire «S». Lorsque l'interrupteur est connecté à la deuxième borne, le condensateur se déplace en position de charge. De la même manière, lorsque l’interrupteur est connecté à la première borne, le condensateur se déplace vers la position de décharge à l’aide de la résistance «R» qui est connectée en série au galvanomètre. Cette décharge provoque une déflexion de la bobine à l’angle «ϴ». Avec la formule ci-dessous, la constante du galvanomètre peut être connue et elle est
Kq = (Q / ϴ1) = CE / ϴ1 mesuré en coulombs par radian.
Étalonnage à l'aide de l'inductance mutuelle
Cette méthode nécessite des bobines primaires et secondaires et la constante des galvanomètres calcule la mutuelle inductance des bobines. La première bobine est alimentée par la source de tension connue. En raison de l'inductance mutuelle, il y aura le développement du courant dans le deuxième circuit et cela est utilisé pour l'étalonnage du galvanomètre.
Étalonnage à l'aide de l'induction mutuelle
Applications du galvanomètre balistique
Peu d'applications sont:
- Employé dans les systèmes de contrôle
- Utilisé dans les écrans laser et la gravure laser
- Utilisé pour connaître les mesures de photorésistance dans la méthode de mesure des caméras à film.
Il s'agit donc du concept détaillé d'un galvanomètre balistique. Il explique clairement le fonctionnement, la construction, l'étalonnage, les applications et le diagramme de l'appareil. Il est également plus important de savoir quels sont les types dans le galvanomètre balistique et avantages du galvanomètre balistique ?
