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

اصول روش نیمه‌پرتاب

روش نیمه‌پرتاب یک تکنیک برای اندازه‌گیری مقاومت داخلی گالوانومتر است. این روش به دلیل سادگی نسبی و عدم نیاز به ابزارهای دقیق اضافی یا مدارهای پیچیده، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر دلایل استفاده از روش نیمه‌پرتاب همراه با اصول آن آورده شده است:

اصول اساسی روش نیمه‌پرتاب

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

افزودن مقاومت: سپس مقاومت متغیر R را به صورت سری با شاخه گالوانومتر قرار دهید و این مقاومت را تنظیم کنید تا سوزن گالوانومتر به نصف موقعیت اولیه خود برسد. 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 پرتاب گالوانومتر نصف می‌شود، ولتاژ روی گالوانومتر نیز نصف می‌شود. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که ولتاژ روی گالوانومتر VG برابر با ولتاژ روی مقاومت خارجی VR است. چون جریان نیز نصف شده است، داریم:

این بدان معناست که وقتی پرتاب گالوانومتر نصف می‌شود، مقدار مقاومت خارجی R برابر با مقاومت داخلی گالوانومتر G است.

چرا فقط از روش نیمه‌پرتاب استفاده می‌کنیم؟

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

• جنباندن محاسبات پیچیده: در مقایسه با روش‌های دیگر مانند روش پل ویتستون، روش نیمه‌پرتاب شامل شرایط تعادل پیچیده یا حل معادلات نمی‌شود، که آن را ساده‌تر می‌کند برای درک و عمل.

• خواندن مستقیم: با مشاهده مستقیم تغییرات موقعیت سوزن گالوانومتر، نتایج به سرعت به دست می‌آیند و زمان اندازه‌گیری و منابع خطا کاهش می‌یابد.

• مناسب برای نمایش‌های آموزشی: برای دانش‌آموزان، این یک روش واضح 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 در حالی که روش نیمه‌پرتاب راحت و سریع است، محدودیت‌هایی نیز دارد. به عنوان مثال، اگر گالوانومتر خود ویژگی‌های پاسخ غیرخطی داشته باشد، این روش ممکن است دقیق نباشد. علاوه بر این، این روش به داوری بصری سوزن گالوانومتر متکی است که ممکن است خطای انسانی را معرفی کند. بنابراین، در مواردی که دقت بالاتر مورد نیاز است، معمولاً از روش‌های دقیق‌تر مانند روش پل ویتستون یا تجهیزات تست دقیق‌تر استفاده می‌شود.