Приборы электромагнитной системы

Принцип работы приборов электромагнитной системы основан на взаимодействии магнитного поля тока, протекающего по обмотке неподвижной катушки с подвижным железным сердечником, помещенным в это магнитное поле. На рисунке 1.2 показана схема устройства прибора электромагнитной системы.

Прибор состоит из прямоугольной катушки a с узкой щелью. Сердечник B изготовлен из мягкого железа и укреплен эксцентрично на оси. С осью сердечника скреплены: стрелка S, поршень воздушного успокоителя d и спиральная пружина f, создающая противодействующий момент.

Рисунок 1.2 – Схема прибора электромагнитной системы

Ток, протекающий по катушке a, образует внутри нее магнитное поле, под действием которого железный сердечник, поворачиваясь вокруг оси, втягивается в щель катушки, и увеличивается намагничивание железного сердечника.

При повороте сердечника поршень встречает сопротивление воздуха, вследствие чего колебания подвижной части быстро затухают. Магнитное поле катушки и намагничивание железного сердечника пропорциональны току. Поэтому можно приближенно считать, что вращающий момент пропорционален квадрату тока где – коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции прибора.

Противодействующий момент М₂, создаваемый пружиной, пропорционален углу поворота подвижной части прибора: где – коэффициент пропорциональности, зависящий от упругих свойств пружины.

Равновесие подвижной части прибора определяется равенством моментов, действующих на нее в противоположных направлениях, т. е. М₁ = М₂, откуда где

Следовательно, шкала прибора неравномерная.

С изменением направления тока меняется одновременно как направление магнитного поля, так и полярность намагничивания сердечника, поэтому приборы электромагнитной системы применяются для измерения как на постоянном, так и на переменном токе низкой частоты.

Достоинствами приборов электромагнитной системы являются: возможность измерения переменного и постоянного тока, простота конструкции, выносливость в отношении перегрузок.

К недостаткам приборов этой системы относятся: неравномерность шкалы, меньшая точность, чем в магнитоэлектрических приборах, зависимость показаний от внешних магнитных полей. Электромагнитные амперметры и вольтметры получили широкое применение как щитовые приборы для переменного тока. Пределы измерения у амперметров от 6 до 200А, у вольтметров от 3 до 600 В.