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10.4: Galvanómetro balístico y medición del campo magnético.

                 

Un galvanómetro es similar a un amperímetro sensible, que difiere principalmente en que cuando no pasa corriente por el medidor, la aguja está en el centro del dial en lugar de en el extremo izquierdo. Un galvanómetro se usa no tanto para medir una corriente, sino más bien para detectar si fluye o no una corriente, y en qué dirección. En el galvanómetro balístico , el movimiento de la aguja no está amortiguado, o tan cerca de lo que puede lograrse fácilmente. Si se pasa una pequeña cantidad de electricidad a través del galvanómetro balístico en un tiempo corto en comparación con el período de oscilación de la aguja, la aguja se sacudirá desde su posición de reposo y luego se moverá hacia adelante y atrás con un movimiento armónico ligeramente amortiguado. (Sería un simple movimiento armónico si pudiera ser completamente amortiguado). La amplitud del movimiento, o más bien la extensión del primer balanceo, depende de la cantidad de electricidad que pasó a través del galvanómetro. Podría calibrarse, por ejemplo, descargando varios condensadores a través de él, y haciendo una tabla o gráfico de amplitud de oscilación versus cantidad de electricidad pasada.

Ahora, si tenemos una pequeña bobina de área (A ), (N ) vueltas, resistencia (R ), podríamos colocar la bobina perpendicular a un campo magnético (B ), y luego conecte la bobina a un galvanómetro balístico. Luego, de repente (en un tiempo corto en comparación con el período de oscilación del galvanómetro), retire la bobina del campo (o gírela a través de (90 ^ circ )) para que el flujo a través de la bobina pase de (AB ) a cero. Mientras el flujo a través de la bobina está cambiando y se inducirá EMF, igual a (NA dot B ) y, en consecuencia, una corriente fluirá momentáneamente a través de la bobina de magnitud

[I = dfrac {NA dot B} {R + r}, label {10.4.1} ]

donde r es la resistencia del galvanómetro. Integre esto con respecto al tiempo, con la condición inicial (Q = 0 text {when} t = 0 ), y encontramos la cantidad total de electricidad que fluye a través del galvanómetro

[Q = dfrac {NAB} {R + r}. label {10.4.2} ]

Dado que (Q ) puede medirse a partir de la amplitud del movimiento del galvanómetro, la fuerza del campo magnético, (B ) está determinado.

Mencioné que el galvanómetro balístico difiere del de un galvanómetro o amperímetro ordinario en que su movimiento es sin amortiguar . El movimiento de la aguja en un amperímetro normal se amortigua, de modo que la aguja no se balancee violentamente cada vez que se cambia la corriente, y para que la aguja se mueva rápida y decididamente hacia su posición correcta. ¿Cómo se logra esta amortiguación?

La bobina de un medidor de bobina móvil se enrolla alrededor de un pequeño marco de aluminio llamado anterior . Cuando se cambia la corriente a través de la bobina del amperímetro, la bobina, y la primera, giran; pero se induce una corriente en el primero, lo que le da al primero un momento magnético en el sentido de que se opone a y, por lo tanto, amortigua el movimiento. La resistencia de la primera se hace de manera correcta para que se logre una amortiguación crítica, de modo que la aguja alcance su posición de equilibrio en el menor tiempo posible sin sobrepasar o balancearse. El pequeño formador de aluminio no parece ser una parte importante del instrumento, ¡pero de hecho su diseño cuidadoso es muy importante!