Ποια είναι η αρχή του βαλλιστικού γαλβανομετρικού;
1. Η ρύθμιση:
* πηνίο: Ένα πηνίο σύρματος αναστέλλεται σε μαγνητικό πεδίο.
* Τρέχουσα παλμός: Ένας παλμός ρεύματος μικρής διάρκειας διέρχεται από το πηνίο.
2. Ο μηχανισμός:
* Μαγνητική ροπή: Το ρεύμα στο πηνίο δημιουργεί μια μαγνητική διπολική στιγμή, η οποία αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο. Αυτή η αλληλεπίδραση έχει ως αποτέλεσμα μια ροπή που δρα στο πηνίο.
* γωνιακή επιτάχυνση: Αυτή η ροπή προκαλεί την επιτάχυνση του πηνίου.
* αδράνεια: Η αδράνεια του πηνίου αντιστέκεται σε αυτή την επιτάχυνση και το πηνίο αρχίζει να ταλαντεύεται.
* απόσβεση: Η ταλάντευση του πηνίου είναι υγρή με αντίσταση στον αέρα και εσωτερική τριβή.
* Μέγιστη παραμόρφωση: Το πηνίο κουνιέται μέχρι να φτάσει σε μια μέγιστη γωνία παραμόρφωσης, όπου σταματά στιγμιαία πριν από την ταλάντευση πίσω.
3. Η αρχή της διατήρησης της γωνιακής ορμής:
* Αρχική γωνιακή ορμή: Η αρχική γωνιακή ορμή του πηνίου είναι μηδενική επειδή είναι αρχικά σε ηρεμία.
* Τελική γωνιακή ορμή: Η τελική γωνιακή ορμή του πηνίου καθορίζεται από τη διάρκεια του ρεύματος του παλμού και τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου. Αυτή η τελική γωνιακή ορμή είναι ανάλογη με τη φόρτιση που διέρχεται από το πηνίο.
* Διατήρηση: Δεδομένου ότι η αρχική γωνιακή ορμή είναι μηδενική, η τελική γωνιακή ορμή πρέπει επίσης να είναι μηδενική. Αυτό σημαίνει ότι το πηνίο θα ταλαντεύεται μέχρι να χάσει όλη του τη γωνιακή ορμή.
4. Χρέωση μέτρησης:
* Βαθμονόμηση: Το βαλλιστικό γαλβανόμετρο βαθμονομείται περνώντας ένα γνωστό φορτίο μέσω του πηνίου και παρατηρώντας τη μέγιστη γωνία παραμόρφωσης.
* Μέτρηση: Όταν ένα άγνωστο φορτίο διέρχεται από το πηνίο, μετράται η μέγιστη γωνία εκτροπής. Χρησιμοποιώντας τη βαθμονόμηση, αυτή η γωνία παραμόρφωσης χρησιμοποιείται στη συνέχεια για τον υπολογισμό του άγνωστου φορτίου.
Στην ουσία, το βαλλιστικό γαλβανόμετρο μετρά τη φόρτιση που ρέει μέσα από αυτό παρατηρώντας τη μέγιστη γωνία εκτροπής του πηνίου, η οποία είναι άμεσα ανάλογη με τη γωνιακή ορμή που μεταδίδεται από τον τρέχοντα παλμό.
Βασικά σημεία:
* Το βαλλιστικό γαλβανομετρικό μέτρα χρεώνει, όχι ρεύμα.
* Έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση παλμών ρεύματος μικρής διάρκειας.
* Η γωνία παραμόρφωσης είναι ανάλογη με το φορτίο, όχι το ρεύμα.
* Το γαλβανόμετρο πρέπει να βαθμονομηθεί για να συσχετίσει τη γωνία εκτροπής για φόρτιση.
