Приборы электромагнитной системы

Приборы электромагнитной системы (обозначаются знаком ) предназначены для измерения силы тока и напряжения в цепях переменного и постоянного тока.

Принцип действия приборов электромагнитной системы основан на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки 1, по которой протекает измеряемый ток, и подвижного железного (ферромагнитного) сердечника 2 (рис. 2). Сердечник имеет форму лепестка и эксцентрично закреплен на оси О. С этой же осью жестко соединены указательная стрелка 3, спиральная пружинка 4, обеспечивающая противодействующий момент, и поршень 5 успокоителя. Ток в витках обмотки 1 образует магнитный поток, сердечник 2 намагничивается и втягивается в обмотку. При этом ось поворачивается и стрелка прибора отклоняется на угол . Магнитная индукция в сердечнике (при отсутствии насыщения) пропорциональна току обмотки. Сила , с которой сердечник втягивается в обмотку, зависит от тока и магнитной индукции в сердечнике. Приближенно можно принять, что сила , а следовательно, и обусловленный ею вращающий момент пропорциональны квадрату тока в катушке: и

.

Противодействующий момент, уравновешивающий вращающий момент, пропорционален углу :

.

В связи с этим угол отклонения стрелки находится в квадратичной зависимости от тока:

,

поэтому шкала прибора оказывается неравномерной.

Рисунок 2. Устройство электроизмерительного прибора электромагнитной системы

С изменением направления тока меняется как направление магнитного поля, так и полярность намагничивания сердечника. Поэтому такие приборы применяются для измерения как на постоянном, так и на переменном токе низких частот.

Для успокоения подвижной части прибора обычно применяют воздушный демпфер. Он состоит из цилиндра 6 и поршня 5, шток которого укреплен на оси . Сопротивление воздуха, оказываемое перемещению поршня в цилиндре, обеспечивает быстрое успокоение стрелки.

Достоинствами приборов электромагнитной системы являются: простота конструкции и, как следствие, низкая цена, пригодность для измерения в цепях постоянного и переменного тока, надежность в эксплуатации (механическая прочность и выносливость в отношении перегрузок). К недостаткам относятся неравномерность шкалы, меньшая точность, чем у приборов магнитоэлектрической системы, влияние внешних магнитных полей на точность показаний. Последнее обусловлено тем, что индукция магнитного поля катушки мала.