Приборы магнитоэлектрической системы

Приборы магнитоэлектрической системы (обозначаются знаком Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru )предназначены для измерения силы тока и напряжения в цепях постоянного тока. Работа приборов основана на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и подвижной катушки, по которой протекает измеряемый ток. В воздушном зазоре 1 (рис. 1) между неподвижным стальным цилиндром 2 и полюсными наконечниками NSпостоянного магнита расположена алюминиевая рамка (катушка) 3 с обмоткой, состоящей из Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru плотноуложенных витков изолированной тонкой проволоки. Форма магнита выбирается так, чтобы магнитное поле было однородно внутри и по краям.

Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru

Рисунок 1. Устройство электроизмерительного прибора магнитоэлектрической системы.

Рамка жестко соединена с двумя полуосями Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru и Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru , которые своими концами опираются о подшипники. На полуоси Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru закреплены указательная стрелка 4 и две спиральные пружины Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru и Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru , через которые к катушке подводится измеряемый ток Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru , а также противовесы 6.

При отсутствии тока катушка расположена так, что плоскость ее витков параллельна силовым линиям поля постоянного магнита. При пропускании тока по виткам обмотки катушки в результате взаимодействия тока в проводниках и магнитного поля катушки, возникает механический вращающий момент

Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru ,

где Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru сила тока в обмотке катушки, Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru индукция магнитного поля постоянного магнита, Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru площадь рамки, Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru число витков рамки. Этот момент стремится повернуть рамку так, чтобы ее плоскость стала перпендикулярна силовым линиям поля постоянного магнита (векторы индукции магнитных полей катушки и магнита стали бы параллельны). Таким образом, вращающий момент пропорционален силе измеряемого тока

Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru ,

где Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru .

Повороту рамки противодействуют спиральные пружины, создающие противодействующий момент, пропорциональный углу закручивания Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru :

Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru ,

где Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru модуль кручения.

Стрелка устанавливается на определенном значении шкалы при Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru , т.е. когда

Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru .

Угол поворота стрелки

Приборы магнитоэлектрической системы - student2.ru

пропорционален току. Следовательно, у приборов магнитоэлектрической системы шкала равномерная, что является главным достоинством приборов данной системы.

Направление вращающего момента, определяемое правилом левой руки, изменяется при изменении направления тока. При включении прибора магнитоэлектрической системы в цепь переменного тока на катушку действуют быстро изменяющиеся по значению и направлению механические силы, среднее значение которых равно нулю. В результате стрелка прибора не будет отклоняться от нулевого положения. Поэтому эти приборы нельзя применять для измерений в цепях переменного тока.

В приборах магнитоэлектрической системы успокоение (демпфирование) стрелки происходит благодаря тому, что при перемещении алюминиевой рамки в магнитном поле постоянного магнитаNSв ней индуцируются вихревые токи. В результате взаимодействия этих токов с магнитным полем возникает момент, действующий на рамку в направлении, противоположном ее перемещению, что и приводит к быстрому успокоению колебаний рамки.

Достоинствами приборов магнитоэлектрической системы, помимо равномерности шкалы, являются также: высокая чувствительность и точность показаний, нечувствительность к внешним магнитным полям, малое потребление энергии, апериодичность (стрелка быстро устанавливается на соответствующем делении почти без колебаний). К недостаткам приборов магнитоэлектрической системы относятся: возможность измерения только в цепи постоянного тока, чувствительность к перегрузкам, сложность конструкции и, соответственно, высокая цена.

Наши рекомендации