Apa itu Galvanometer Balistik: Cara Kerja & Penggunaannya

Galvanometer bekas diperkenalkan oleh Johann Schweigger pada tahun 1820. Pengembangan alat tersebut juga dilakukan oleh Andre Marie Ampere. Desain sebelumnya meningkatkan efek medan magnet yang dikembangkan oleh arus melalui banyak putaran kawat. Jadi, perangkat ini juga disebut multiplier karena konstruksinya yang hampir mirip. Tapi istilahnya galvanometer semakin populer pada tahun 1836. Kemudian setelah dengan banyak peningkatan dan perkembangan, berbagai jenis galvanometer muncul. Dan salah satu jenisnya adalah “Galvanometer Balistik”. Artikel ini menjelaskan dengan jelas prinsip kerja, konstruksi, aplikasi, dan kelebihannya.

Apa itu Galvanometer Balistik?

Galvanometer Balistik adalah perangkat yang digunakan untuk menilai jumlah aliran muatan yang dikembangkan dari fluks magnet. Perangkat ini adalah sejenis galvanometer sensitif yang juga disebut sebagai galvanometer cermin. Berbeda dengan jenis galvanometer pengukur pada umumnya, bagian yang bergerak dari perangkat menahan momen inersia yang lebih banyak, sehingga memberikan osilasi yang lama. Ini benar-benar beroperasi sebagai integrator yang menghitung jumlah muatan yang dikeluarkan darinya. Ini mungkin seperti magnet yang bergerak atau seperti kumparan bergerak.

Prinsip bekerja

Prinsip di balik galvanometer balistik bekerja adalah bahwa ia mengukur jumlah muatan yang mengalir melintasi kumparan magnet di mana ini memulai kumparan untuk bergerak. Ketika ada aliran muatan melintasi kumparan, ini memberikan peningkatan arus nilai karena torsi yang dihasilkan dalam koil, dan torsi yang dikembangkan ini beroperasi untuk periode waktu yang lebih singkat.

Konstruksi Galvanometer Balistik

Akibat waktu dan torsi tersebut memberikan gaya pada kumparan dan kemudian kumparan mendapat gerakan berputar. Ketika energi kinetik awal dari kumparan digunakan seluruhnya untuk operasi, maka kumparan akan mulai untuk mencapai posisi sebenarnya. Jadi, kumparan berayun di arena magnet, dan defleksi kemudian diturunkan dari tempat muatan dapat diukur. Jadi, prinsip perangkat ini terutama bergantung pada defleksi kumparan yang memiliki hubungan langsung dengan jumlah muatan yang mengalir melaluinya.

Konstruksi Galvanometer Balistik

Konstruksi galvanometer balistik sama seperti galvanometer kumparan bergerak dan meliputi dua sifat yaitu:

• Perangkat memiliki osilasi yang tidak teredam
• Ini juga sangat minim elektromagnetik pembasahan

Galvanometer balistik disertakan dengan kawat tembaga yang digulung melewati rangka non-konduktor perangkat. Perunggu fosfor di galvanometer menghentikan kumparan yang ada di antara kutub magnet. Untuk peningkatan fluks magnet, inti besi ditempatkan di dalam koil.

Bagian bawah kumparan terhubung dengan pegas yang memberikan torsi pemulihan untuk kumparan. Ketika ada aliran muatan melintasi galvanometer balistik, maka kumparan akan memiliki gerakan dan mengembangkan impuls. Impuls kumparan memiliki hubungan langsung dengan aliran muatan. Pembacaan yang akurat di perangkat dicapai dengan menerapkan koil yang menahan momen inersia yang meningkat.

Momen inersia menyiratkan bahwa tubuh berlawanan dengan gerakan sudut. Ketika terjadi peningkatan momen inersia pada kumparan, maka osilasi akan semakin besar. Jadi, karena pembacaan yang tepat ini bisa tercapai.

Teori Detil

Teori rinci tentang galvanometer balistik dapat dijelaskan dengan persamaan berikut. Dengan memperhatikan contoh di bawah ini, teori tersebut dapat diketahui.

Mari kita pertimbangkan kumparan berbentuk persegi panjang yang memiliki jumlah lilitan 'N' yang dijaga dalam medan magnet konstan. Untuk kumparan, panjang dan lebarnya adalah 'l' dan 'b'. Jadi, luas kumparannya adalah

A = l × b

Ketika ada aliran arus melintasi kumparan, maka torsi dikembangkan di atasnya. Besarnya torsi diberikan oleh τ = NiBA

Mari kita asumsikan bahwa aliran arus melintasi kumparan untuk setiap periode waktu minimal adalah dt sehingga perubahan arus direpresentasikan sebagai

τ dt = NiBA dt

Ketika ada aliran arus melintasi kumparan untuk periode waktu 't' detik, maka nilainya direpresentasikan sebagai

ʃ₀^tτ dt = NBA ʃ₀^tidt = NBAq

dimana 'q' adalah jumlah total muatan yang mengalir melintasi kumparan. Momen inersia yang ada untuk kumparan ditampilkan sebagai 'I' dan kecepatan sudut kumparan ditampilkan sebagai 'ω'. Ekspresi di bawah ini memberikan momentum sudut dari kumparan dan itu adalah lω. Ini mirip dengan tekanan yang diterapkan pada koil. Dengan mengalikan dua persamaan di atas, kita dapatkan

lw = NBAq

Juga, energi kinetik di seluruh kumparan akan mengalami defleksi pada sudut 'ϴ' dan defleksi akan dikembalikan menggunakan pegas. Itu diwakili oleh

Mengembalikan nilai torsi = (1/2) cϴ^dua

Nilai energi kinetik = (1/2) lw^dua

Karena torsi pemulihan kumparan mirip dengan defleksi

(1/2) cϴ^dua= (1/2) lw^dua

cϴ^dua= lw^dua

Juga, osilasi periodik kumparan ditunjukkan seperti di bawah ini

T = 2∏√ (l / c)

T^dua= (4∏^dual / c)

(T^dua/ 4∏^dua) = (l / c)

(cT^dua/ 4∏^dua) = l

Akhirnya, (ctϴ / 2∏) = lw = NBAq

q = (ctϴ) / NBA2∏

q = [(ct)/NBA2∏] * ϴ)

Asumsikan bahwa k = [(ct) / NBA2∏

Kemudian q = k ϴ

Jadi, 'k' adalah konstanta galvanometer balistik.

Kalibrasi Galvanometer

Kalibrasi galvanometer adalah pendekatan untuk mengetahui nilai konstan perangkat dengan bantuan beberapa metodologi praktis. Berikut adalah dua metode galvanometer balistik dan itu adalah

• Melalui a kapasitor
• Melalui induktansi timbal balik

Kalibrasi menggunakan Kapasitor

Nilai konstanta dari galvanometer balistik diketahui dengan nilai pengisian dan pengosongan kapasitor. Di bawah diagram galvanometer balistik menggunakan kapasitor menunjukkan konstruksi metode ini.

Kalibrasi Menggunakan Kapasitor

Konstruksi ini termasuk dengan gaya gerak listrik 'E' yang tidak diketahui dan sakelar kutub 'S'. Ketika sakelar terhubung ke terminal kedua, maka kapasitor bergerak ke posisi pengisian. Dengan cara yang sama, ketika sakelar terhubung ke terminal pertama, maka kapasitor bergerak ke posisi pemakaian menggunakan resistor 'R' yang ada dalam koneksi seri ke galvanometer. Pengosongan ini menyebabkan defleksi pada kumparan pada sudut 'ϴ'. Dengan rumus di bawah ini, konstanta galvanometer dapat diketahui dan ada

Kq = (Q / ϴ₁) = CE / ϴ₁ diukur dalam coulomb per radian.

Kalibrasi menggunakan Mutual Inductance

Metode ini membutuhkan kumparan primer dan sekunder dan konstanta galvanometer menghitung timbal baliknya induktansi dari kumparan. Kumparan pertama diberi energi melalui sumber tegangan yang diketahui. Karena adanya induktansi timbal balik, maka akan terjadi perkembangan arus pada rangkaian kedua dan ini digunakan untuk kalibrasi galvanometer.

Kalibrasi Menggunakan Mutual Induction

Aplikasi Galvanometer Balistik

Beberapa dari aplikasinya adalah:

• Digunakan dalam sistem kontrol
• Digunakan dalam tampilan laser, dan ukiran laser
• Digunakan untuk mengetahui pengukuran fotoresistor dalam metode pengukuran kamera film.

Jadi, ini semua tentang konsep detail dari galvanometer balistik. Ini menjelaskan dengan jelas perangkat yang bekerja, konstruksi, kalibrasi, aplikasi, dan diagram. Hal ini juga lebih penting untuk mengetahui tentang jenis galvanometer balistik dan keunggulan galvanometer balistik ?