چرا فقط روش نیمه انحراف برای یافتن مقاومت گالوانومتر استفاده می شود

پارینام‌نامه روش نیم‌حرکت

روش نیم‌حرکت تکنیکی است که برای اندازه‌گیری مقاومت داخلی گالوانومتر استفاده می‌شود. این روش به دلیل سادگی نسبی و عدم نیاز به ابزارهای دقیق اضافی یا تنظیمات مدار پیچیده، اتخاذ می‌شود. زیرا دلایل استفاده از روش نیم‌حرکت همراه با اصول پایه آن آورده شده است:

اصول پایه روش نیم‌حرکت

حالت اولیه: ابتدا گالوانومتر را به منبع ولتاژ شناخته شده متصل کنید تا سوزن گالوانومتر به حرکت کامل برسد. در این لحظه، جریان عبوری از گالوانومتر I است، با فرض اینکه مقاومت داخلی گالوانومتر G است.

افزودن مقاومت: سپس مقاومت متغیر R را به شاخه گالوانومتر در سری قرار داده و این مقاومت را تنظیم کنید تا سوزن گالوانومتر به نصف موقعیت اولیه خود حرکت کند. در این لحظه، جریان عبوری از گالوانومتر به I/2 کاهش یافته است.

محاسبه مقاومت گالوانومتر: بر اساس قانون اهم و اصل تقسیم ولتاژ، وقتی حرکت گالوانومتر به نصف می‌رسد، ولتاژ روی گالوانومتر نیز نصف می‌شود. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که ولتاژ روی گالوانومتر VG با ولتاژ روی مقاومت خارجی VR برابر است. چون جریان نیز به نصف رسیده است، داریم:

این بدان معناست که وقتی حرکت گالوانومتر به نصف می‌رسد، مقدار مقاومت خارجی R با مقاومت داخلی گالوانومتر G برابر است.

چرا فقط از روش نیم‌حرکت استفاده می‌کنیم؟

• ساده‌سازی فرآیند اندازه‌گیری: روش نیم‌حرکت فقط به یک تنظیم آزمایشی ساده نیاز دارد—منبع تغذیه، گالوانومتر و مقاومت متغیر. این روش نیازی به دانستن دقیق ولتاژ منبع یا مقادیر جریان دقیق ندارد؛ فقط نیاز به مشاهده تغییرات سوزن گالوانومتر دارد.

• جنبیدن محاسبات پیچیده: در مقایسه با روش‌های دیگر مانند روش پل ویتونستون، روش نیم‌حرکت شامل شرایط تعادل پیچیده یا حل معادلات نمی‌شود، که آن را ساده‌تر برای درک و عملیات می‌کند.

• خواندن مستقیم: با مشاهده مستقیم تغییرات موقعیت سوزن گالوانومتر، نتایج می‌توانند سریعاً به دست آیند، که زمان اندازه‌گیری و منابع خطا را کاهش می‌دهد.

• مناسب برای نمایش‌های آموزشی: برای دانش‌آموزان، این یک روش شهودی و آسان برای درک مفاهیم پایه مدار و قوانین فیزیکی مانند قانون اهم و اصل تقسیم ولتاژ است.

با این حال، باید توجه داشت که اگرچه روش نیم‌حرکت راحت و سریع است، اما محدودیت‌هایی نیز دارد. به عنوان مثال، اگر گالوانومتر خود ویژگی‌های پاسخ غیرخطی داشته باشد، این روش ممکن است به اندازه کافی دقیق نباشد. علاوه بر این، این روش به داوری بصری سوزن گالوانومتر وابسته است که ممکن است خطای انسانی را معرفی کند. بنابراین، در مواردی که دقت بالاتری مورد نیاز است، معمولاً از روش‌های دقیق‌تر مانند روش پل ویتونستون یا تجهیزات تست دقیق‌تر استفاده می‌شود.