GALVANOMETRO BALISTICO

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GALVANOMETRO BALISTICO
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GALVANOMETRO BALISTICO
En muchos casos deseamos medir la carga que fluye
a través del galvanómetro durante un corto
intervalo de tiempo. El galvanómetro que se usa
para realizar tales medidas se denomina
balístico.
El galvanometro oscila libremente alrededor de su
eje con un periodo que tiene que ser mucho mayor
que la duración de la corriente que lo atraviesa.
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GALVANOMETRO BALISTICO
Oscilaciones libres La energía cinética inicial
de rotación Iw 2/2 se convierte en energía
potencial elástica cuando el indicador gira hasta
el ángulo máximo q0.                            
Siendo k la constante de torsión del hilo o del
muelle helicoidal. Una vez que alcanza la máxima
desviación q0 el sistema retorna a la posición de
partida con velocidad angular -w , pero en
sentido opuesto, a continuación vuelve a alcanza
la máxima desviación q0 pero en el lado
contrario de la escala graduada, y regresa a la
posición de partida con velocidad w. Tenemos un
sistema semejante a un pendulo de torsion, cuyo
periodo de oscilación es.           
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GALVANOMETRO BALISTICO
Medida del campo magnético no uniforme
Cuando una pequeña bobina exploradora formada por
N espiras de área S, se saca de una región en la
que hay un campo magnético uniforme B hacia una
región en la que no hay campo magnético, se
produce una fem en la bobina.
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GALVANOMETRO BALISTICO
Medida del campo magnético no uniforme
Como el galvanometro balistico nos mide la carga
q, conociendo los datos relativos a la bobina
exploradora (área S y número de espiras N)
podemos despejar el valor de la intensidad del
campo magnético B en la región considerada.
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GALVANOMETRO BALISTICO
El flujo cambia de F BNS a F 0 en un intervalo
de tiempo pequeño Dt. Aplicando la ley de Faraday
la fem inducida será                       
Si se conecta la bobina exploradora a un
galvanómetro balístico. La corriente inducida que
circula por el circuito formado por la bobina
exploradora y el galvanómetro es iVe /R
Donde R es la resistencia del circuito. La carga
total q que pasa por el galvanómetro se obtiene
integrando la intensidad de la corriente
inducida                              
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GALVANOMETRO BALISTICO
Energia cinetica inicial de rotacion
Periodo de oscilacion
Formula para la carga
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• Ejemplo
• Sea la constante del galvanómetro K0.0077 A/rad
• Introducimos una velocidad angular inicial w 4
  rad/s
• Medimos la amplitud de la oscilación q028º
• Medimos el tiempo que tarda en describir cinco
  oscilaciones completas t3.74 s. El periodo es
  entonces P3.75/50.75 s.

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GALVANOMETRO BALISTICO
Medida de un campo magnético uniforme
Un campo magnético uniforme se puede medir
girando rápidamente 180º una bobina exploradora.
La carga que pasa a través de la bobina se mide
mediante un galvanómetro cuyo periodo de
oscilación es mucho mayor que el tiempo que tarda
la bobina en girar media vuelta.
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El flujo en la situación inicial de la
bobina es F NSB, y en la situación final es
F-NSB.
El flujo cambia en DF -2NSB en un pequeño
intervalo de tiempo Dt. Aplicando la ley de
Faraday, la fem vale
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GALVANOMETRO BALISTICO
Si la resistencia total del circuito es R. La
carga que pasa por el galvanómetro se obtiene
integrando la intensidad de la corriente inducida
iVe /R.
Como el galvanómetro balístico nos mide la carga
q, conociendo los datos relativos a la bobina
exploradora (área S y número de espiras N)
podemos despejar el valor de la intensidad del
campo magnético B.  
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GALVANOMETRO BALISTICO
proporcionalidad entre la carga que adquiere
un capacitor y la tensión a la cual se encuentran
sus armaduras C Q/V (constante)
Q kg.?
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Los intrumentos de las figuras responden a
mediciones de 0.01m A Por cada milimetro de
deflexion. Con una resistencia interna de
aproxcimada de 500ohms
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La plaqueta de circuito impreso EB-105 contiene
un galvanómetro balístico con amplificador de
ganancia seleccionable, una bobina de muestreo,
transformador de núcleo toroidal, transformador
de entrehierro variable, relé, integrador y
amplificador de potencia de señal de excitación.
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Fuerzas y momento que ejerce el campo magnético
El campo magnético ejerce una fuerza y un momento
sobre las espiras. solamente es necesario
determinar las fuerzas sobre los lados de
longitud a de la espira.
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El módulo de la fuerza sobre cada uno de los
lados es FiNBa Tiene la dirección y el sentido
mostrado en la figura.                          
  El momento de dichas fuerzas respecto del eje
de rotación es M-2F(b/2)cosq
                         
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Actividades

• Se introduce el valor del parámetro a, en el
  control de edición titulado Amortiguamiento.
• Se introduce en el control de edición titulado
  Velocidad angular inicial el valor de la derivada
  primera de la posición angular w0 en el instante
  inicial t0 que representa la velocidad angular
  inicial.
• Se pulsa el botón titulado Empieza.

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En el caso de que el ángulo máximo de desviación
supere los 45º, el programa no prosigue y nos
invita a disminuir la velocidad angular
inicial. Lo primero que observamos en la
simulación es la corriente que atraviesa el
galvanómetro durante un intervalo de tiempo
pequeño comparado con el periodo de la oscilación
del galvanómetro. El campo magnético B ejerce un
momento sobre las espiras durante el breve
intervalo de tiempo que dura el paso de la
corriente. Podemos ver las fuerzas sobre las
espiras. Las espiras no cambian apreciablemente
de posición durante este intervalo de tiempo.
Pero un momento actuando durante un tiempo
produce un impulso angular que modifica la
velocidad angular de rotación de la bobina.
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GALVANOMETRO BALISTICO
La bobina adquiere una velocidad angular inicial
w0  (no confundir con la frecuencia propia w0 del
oscilador) que es la que introducimos en el
control de edición titulado Velocidad angular
inicial. La bobina se desplaza hasta alcanzar la
posición angular máxima, regresa al origen, y así
sucesivamente, describiendo una oscilación cuya
amplitud va disminuyendo con el tiempo. En la
parte superior del applet, observamos el gráfico
de la desviación de la aguja indicadora q del
galvanómetro en función del tiempo t. En la parte
izquierda del applet, se muestra la la vista en
dos dimensiones del galvanómetro, las corrientes
entrantes y salientes en las espiras se
representan mediante los símbolos habituales.
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GALVANOMETRO BALISTICO
Trataremos de comprobar el sentido de la
corriente inducida y la dirección y sentido de
las fuerzas que ejerce el campo magnético.
Dibujando representaciones bidimensionales o
tridimensionales como la siguiente
En la figura podemos ver el sentido de la
corriente inducida cada cuarto de periodo y las
direcciones y sentidos de las fuerzas sobre cada
lado de la espira. Podemos comprobar que el
momento del par de fuerzas se opone siempre a la
velocidad de la espira.