弾道ガルバノメーター:電荷を測定するためのツール
弾道ガルバノメーターは、電荷を測定するために設計された特殊なタイプのガルバノメーターです 連続電流ではなく。 磁気偏向を利用することで機能します 電荷を運ぶコイルの偏向が通過した総電荷に直接比例します。
構造:
弾道ガルバノメーターの基本的なコンポーネントには次のものがあります。
1。コイル: しばしば永久磁石によって作成された磁場に吊り下げられた一回ターンまたはマルチターンコイル。
2。サスペンションシステム: コイルは、減衰を最小限に抑えるために、薄いねじりのない繊維(シルクの糸や金属リボンなど)で吊り下げられています。これにより、充電が通過した後、コイルが自由に振動することができます。
3。ミラー: コイルには小さな鏡が取り付けられており、それはスケールに光のビームを反映しています。鏡のたわみは、コイルの角度変位に比例します。
4。減衰メカニズム: 小さな空気耐性のベーンまたは渦電流減衰が組み込まれて、振動を遅らせ、より正確な測定値を可能にします。
5。スケール: 段階的なスケールは、光ビームのたわみを測定するために鏡から離れたところに配置されます。
それがどのように機能するか:
電荷がコイルを通過すると、磁場と相互作用する磁気双極子モーメントが作成されます。この相互作用により、コイルが回転し、最大の角度変位(θ)に達します。角度変位は、次の方程式による電荷(q)に関連しています。
θ=kq
ここで、「K」はガルバノメーターの構造に応じて定数です。
重要な機能:
* 高感度: 減衰がないため、弾道ガルバノメーターは小さな電荷に非常に敏感です。
* シングルショット測定: 連続電流を測定するammeterとは異なり、コイルを通過した総電荷を単一のパルスで測定します。
* 幅広いアプリケーション: コンデンサ料金の測定から回路の過渡電流の調査まで、弾道ガルバノメーターはさまざまな分野での使用を見つけます。
アプリケーション:
* 容量の測定: ガルバノメーターを介してコンデンサを排出し、偏向を観察することにより、容量を決定することができます。
* 電磁誘導の調査: 磁束を変更することにより、コイルで誘導される電荷を測定するために使用できます。
* 磁場強度の測定: 磁場を移動するコイル内で誘導される電荷を測定することにより、フィールドの強度を決定できます。
制限:
* 応答時間の遅い時間: コイルの揺れる動きにより、急速に変化する電荷の測定に弾道ガルバノメーターが不適切になります。
* 外乱に対する感受性: それらの感度により、それらは振動や外部磁場の影響を受けやすくなります。
全体として、弾道ガルバノメーターは電荷を測定するための強力なツールです。そのユニークな設計と原則は、一時的な電荷の正確な測定を可能にし、さまざまな科学および工学アプリケーションで非常に貴重であることが証明されています。