Приборы электростатической системы

Неподвижная часть прибора электростатической системы состоит из системы параллельных неподвижных пластин 1 (рис. 8). Подвижная часть – секторообразная алюминиевая пластина 4 и стрелка 2 – укрепленные на оси 3. Остальные детали – подпятники, противодействующая пружина, балансные грузики, корректор, шкала, успокоители – аналогичны деталям электромеханических приборов.

Перемещение подвижной части приборов этой системы происходит в результате взаимодействия электрически заряженных пластин, разделенных диэлектриками. При перемещении подвижной части изменяется емкость между пластинами вследствие изменения их площади или расстояния между ними.

В приборах с изменяющейся площадью пластин при включении в измеряемую цепь неподвижные пластины заряжаются одноименными зарядами, а подвижная – зарядом противоположного знака. Под действием сил электрического поля подвижная пластина притягивается к неподвижным, поворачивается на оси и входит в зазор

междуними,перемещая стрелку вдоль шкалы.

Рис. 8. Устройство прибора электростатической системы

При равенстве зарядов неподвижной qН и подвижной qП пластин, неизменности емкости С прибора: qН = qП= CU, а сила взаимодействия между пластинами:

F =kqНqП

=k1U .

Вращающиймоментпропорционален силе взаимодействия F:

М ВР

= k 2F = k1k2U

=k3U .

При равновесии

МВР

= М ПР

или

k U 2 = Wa .

Откуда:

k

a=k3U

W

=kU2,

где

k4 =

3 W–постоянная прибора, зависящая от конструкции прибора.

Приборы с изменяющимся расстоянием между пластинами состоят из двух неподвижных пластин, одна из которых при измерениях заряжается положительно, а другая – отрицательно. Между ними размещается подвижная пластина, электрически соединенная с одной из неподвижных. В результате взаимодействия подвижная пластина отталкивается от одной неподвижной пластины и притягивается к другой, перемещая ось

истрелку на угол a.

Приборы пригодны только для измерения напряжения (постоянного и переменного).

Достоинства и недостатки. Приборы практически нечувствительны к внешним магнитным полям, к изменениям температуры окружающей среды, имеют малую потребляемую мощность. К недостаткам относят нелинейность шкалы, зависимость показаний от внешних электрических полей и низкую чувствительность.

Область применения. Электростатические приборы применяют в основном для

лабораторныхизмеренийв высоковольтных цепях.

Рис. 9. Устройство прибора индукционной системы

Приборы индукционной системы Механизм прибора индукционной системы состоит из двух индукторов, выполненных в виде стержневого и

П-образного индукторов, между которыми находится подвижный неферромагнитный (алюминиевый) диск. На индукторах намотаны обмотки, по которым протекают соответственно токи I1 и I2, возбуждающие магнитные потоки Ф1 и Ф2. С осью диска связан счетный механизм, которыйсчитает число оборотов диска. Для предотвращения холостого вращения диска (для предотвращения самохода) в непосредственной близости от него укреплен постоянный магнит (тормозной

магнит).

Достоинства и недостатки. Достоинства приборов индукционной системы: большой вращающий момент, малое влияние внешних магнитных полей, большая перегрузочная способность. Недостатки приборов индукционной системы: невысокая точность, большое самопотребление электроэнергии, зависимость показаний от колебаний частоты тока возбуждения и температуры окружающей среды.

Область применения. Основная область применения приборов индукционной системы в счетчиках электроэнергии. Если катушку 1 включить параллельно источнику энергии, а катушку 2 последовательно потребителю, тогда получим однофазный счетчик электрической энергии. Совокупность двух или трех однофазных измерительных механизмов образуют трехфазный счетчик.