- •Приборы магнитоэлектрической системы
- •Принцип действия и устройство
- •Противодействующий момент, создаваемый пружинками 5 и 5, прямо пропорционален углу закручивания пружин :
- •Измерительные приборы выпрямительной и термоэлектрической систем
- •Расширение пределов измерений
- •Приборы электромагнитной системы
- •Принцип действия и устройство
- •Защита от внешних магнитных полей
- •Приборы электродинамической системы
- •Принцип действия и устройство
- •Электродинамический амперметр
- •Электродинамический вольтметр
- •Электродинамический ваттметр
- •Электродинамический фазометр
- •Приборы ферродинамической системы
- •Библиографический список
- •Условное обозначение принципа действия (системы) прибора
- •Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов
- •Содержание
-
Защита от внешних магнитных полей
Для ослабления влияния внешних магнитных полей в электромагнитных приборах применяют стальные экраны или астатирование. Принцип действия и устройство астатического прибора можно пояснить из рис.6, где показаны две неподвижные катушки 1 и 2 с двумя сердечниками, закрепленными на общей оси и создающими согласованные моменты (Мвр1 + Мвр2 = Мвр).
Рис. 6
Катушки включены последовательно так, что их рабочие магнитные поляФ1 и Ф2 направлены в противоположные стороны. Постороннее внешнее магнитное поле Фвн ослабляет магнитный поток Ф1, но усиливает поток Ф2. в результате общий вращающий момент Мвр остается неизменным и зависит только от величины тока катушки.
-
Приборы электродинамической системы
-
Принцип действия и устройство
-
Электродинамические приборы (рис.7а) имеют две катушки. Неподвижную катушку 1 выполняют из двух половинок, между которыми находится ось ОО с укрепленной на ней подвижной катушкой 2. На оси ОО укреплены указательная стрелка 3 и две спиральные пружинки 4 и 4, через которые подводится ток к обмотке 2. Эти же пружинки создают противодействующий момент Мпр = K2, пропорциональный углу закручивания .
Принцип действия прибора (рис. 7б) основан на взаимодействии двух катушек. В магнитном поле двух катушек с постоянными токами I1 и I2 запасается энергия
(8)
где Wм – энергия магнитного поля; L1 и L2 – индуктивности катушек; М12 – их взаимная индуктивность.
Рис. 7
Взаимодействие двух токов (их магнитных полей) вызывает вращающий момент, стремящийся повернуть подвижную катушку в положение, при котором энергия магнитного поля обеих катушек будет наибольшей. Этот момент (см. формулу 5) равен:
(9)
т.к. индуктивности L1 и L2 от поворота не зависят, и, следовательно, dL1 = = dL2 = 0. Из равенства (9) следует, что вращающий момент зависит от токов I1 и I2 и от положения подвижной катушки относительно неподвижной (). Величина производной определяется формой катушек и их взаимным расположением. Приняв в первом приближении постоянным, получим выражение для вращающего момента:
(10)
зависящего от произведения токов в катушках.
Вращающий момент Мвр вызывает поворот подвижной части на угол , при котором он уравновешивается противодействующим моментом пружин: Мпр = Мвр, то есть K2 = K1I1I2, откуда
(11)
Таким образом, угол отклонения стрелки прибора пропорционален произведению токов в катушках.
Если по катушкам протекают переменные токи i1 и i2, то мгновенное значение вращающего момента M =K1i1i2, а средний момент
(12)
Если токи синусоидальны и сдвинуты по фазе на угол , то есть i1 = Im1sint и i2 = Im2sin(t – ), то, выполнив подстановки, получим:
(13)
где действующие значения синусоидальных токов катушек.
Положение равновесия подвижной части измерительного механизма определяется равенством Мср = Мпр, откуда
(14)
Следовательно, при синусоидальном переменном токе вращающий момент Мвр = Мср, и угол отклонения стрелки зависит от произведения действующих значений токов в катушках и косинуса угла сдвига фаз между этими токами.
В зависимости от способа включения катушек электродинамический прибор может быть использован как амперметр, вольтметр, ваттметр или фазометр.