En rörlig spole ballistisk galvanometer är en känslig anordning som används för att mäta mängden laddning som passerar genom den. Det fungerar enligt principen om elektromagnetisk induktion, och dess konstruktion är utformad för att maximera dess känslighet och ge exakta mätningar av strömpulser på kort varaktighet. Här är en uppdelning av dess konstruktion:
1. Moving Coil:
* Ljus, rektangulär spole: En rektangulär spole med fin tråd är suspenderad inom ett starkt magnetfält. Spolen är lätt för att minimera tröghet och möjliggöra snabba svängningar.
* pivot eller suspension: Spolen är antingen monterad på en fin pivot eller upphängd av ett tunt, vridfritt glödtråd. Pivot minskar friktionen och möjliggör fri rotation.
* spegel: En liten spegel är fäst vid spolen, vilket återspeglar en ljusstråle på en skala. Detta arrangemang fungerar som en optisk spak och förstorar spolens avböjning.
2. Magnetfält:
* Permanentmagneter: En kraftfull permanent magnet skapar ett enhetligt radiellt magnetfält där spolen rör sig. Fältet är radiellt för att säkerställa att den magnetiska kraften på spolen alltid är vinkelrätt mot spolens plan och maximerar dess vridmoment.
* Mjuk järnkärna: En mjuk järnkärna placeras inuti spolen för att koncentrera magnetfältlinjerna och förbättra dess styrka.
3. Dämpningsmekanism:
* luftdämpning: Detta är den enklaste dämpningsmekanismen. Spolen rör sig i en liten luftkammare och luftmotståndet bromsar dess svängningar.
* Eddy Current Damping: En metallplatta eller en sluten ledning placeras nära spolen. När spolen rör sig inducerar den virvelströmmar i plattan, som motsätter sig spolens rörelse och orsakar dämpning.
4. Skala och ljuskälla:
* Skala: En kalibrerad skala placeras på avstånd från spegeln. Den reflekterade ljusstrålen från spegeln faller på skalan, vilket gör att avböjningen av spolen kan mätas.
* Ljuskälla: En ljusstråle riktas mot spegeln, lyser upp den och gör att avböjningen kan observeras.
Arbetsprincip:
När en laddning passeras genom spolen produceras ett magnetfält i spolen. Detta magnetfält interagerar med det permanenta magnetfältet, vilket resulterar i ett vridmoment som roterar spolen. Vridmomentets storlek är proportionell mot strömmen som strömmar genom spolen.
Funktioner:
* Hög känslighet: Den lilla trögheten i spolen och den optiska spakamplifieringen ger hög känslighet för att detektera små laddningspulser.
* Snabbt svar: Den ballistiska galvanometern är utformad för att snabbt reagera på kortvariga strömpulser.
* ballistisk handling: Spolens tröghet och dämpningsmekanismen gör att den kan svänga genom en stor vinkel innan den vilar, vilket gör den idealisk för att mäta laddningspulser.
Applikationer:
* Mätavgift: Ballistiska galvanometrar används för att mäta mängden laddning som passerar genom en krets, särskilt i pulserade eller övergående strömapplikationer.
* kalibrering av kondensatorer: De kan användas för att mäta kondensatorernas kapacitet genom att släppa ut dem genom galvanometern.
* Magnetfältmätningar: De kan användas för att mäta magnetfält genom att mäta strömmen inducerad i en spole placerad i fältet.
Genom att förstå konstruktions- och arbetsprincipen för en rörlig spole ballistisk galvanometer kan du uppskatta dess roll i att mäta laddning och andra relaterade elektriska mängder. Det är fortfarande ett värdefullt verktyg i olika vetenskapliga och tekniska tillämpningar.
