Балістичний гальванометр

Балістичний гальванометр 

Балістичний гальванометр призначений для вимірювання кількості електрики, що проходить через ланцюг при короткочасних імпульсах струму. Рухомий частиною приладу є прямокутна рамка з намотаною на неї тонкої ізольованій дротом, підвішена на пружною нитки між полюсами магніту, де вона може робити обертові коливання. 

Балістичний гальванометр відрізняється від звичайного тим, що момент інерції J його рухомої частини спеціально збільшений. Досягається це тим, що до рами гальванометра прикріплюють порожнистий циліндр з м'якого заліза. Збільшуючи момент інерції рамки, цей циліндр сильно збільшує період власних крутильних коливань рамки. 

На рамку з струмом в магнітному полі діє момент сил 

М = [pxB], 

де p = I • S - магнітний момент рамки, S - площа рамки, B - індукція магнітного поля, в яке поміщена рамка, I = dq / dt - сила струму, dq - кількість заряду, що пройшов через рамку за час dt. 

Цей момент сил додає кутовий прискорення рамці 

Е = dw / dt 
З рівняння динаміки обертального руху: 

M = J • E, 

або 

dq / dt • S • B = J • dw / dt 

випливає, що dq = dw • J / S / B, або

w = q • S • B / J. 

Це означає, що заряд, швидко пройшов через гальванометр дає поштовх рамці і надає їй кутову швидкістю w, пропорційну цьому заряду. Далі виникають коливання, в яких кінетична енергія Jw² / 2 переходить в енергію пружною деформації kα² / 2, де k - коефіцієнт крутіння пружною нитки, на якій укріплена рамка. 

Звідси видно, що кут відхилення пропорційний початковій кутової швидкості, а значить і повному заряду, який пройшов через рамку: 

α = w (J / k) ½ = q • S • B / (J • k) ½ 

q = α • (J • k) ½ / SB 

Таким чином балістичним гальванометром можна виміряти заряд, що пройшов через рамку гальванометра. 

Використання як веберметра 

Балістичний гальванометр може використовуватися в якості веберметра (тобто вимірювати магнітний потік через замкнутий провідник, наприклад котушку), для цього до контактів балістичного гальванометра підключають індуктивну котушку, яку поміщають в магнітне поле. Якщо після цього різко прибрати котушку з магнітного поля або повернути так щоб вісь котушки була перпендикулярна силовим лініям поля, то можна виміряти заряд пройшов через котушку, вследствиеэлектромагнитной індукції. т.к. зміна магнітного потоку пропорційно пройшов заряду, проградуювати відповідним чином гальванометр, можна визначати зміну потоку в веберах  , де  - магнітний потік, - сила струму. 

Використання як тесламера 
Так як магнітний потік лінійно пов'язаний з величиною магнітної індукції, після градуювання веберметра з урахуванням індуктивності котушки, можна виміряти індукцію магнітного поля зразка (наприклад, постійного магніту).