Электроизмерительные приборы

Магнитоэлектрические приборыМагнитоэлектрические приборы.

В электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы ис­пользуется действие магнитного поля на проводник с током. Измеряемый электрический ток про­пускается через рамку, пометен­ную в магнитное поле постоянного магнита. Рамка укреплена на оси для уменьшения силы, трения сталь­ная ось опирается на подпятники, изготовленные из синтетического ага­та, рубина или корунда.

Измеряемый ток подводится к рамке через спиральную пружину. На участки проводников, рас­положенные перпендикулярно лини­ям индукции магнитного поля, дей­ствует сила Ампера. Если бы под­вижная часть измерительного меха­низма не имела пружину, противо­действующую ее повороту, то при пропускании тока через рамку проис­ходил бы поворот ее на 180° неза­висимо от силы тока. Но силы упругости, возникающие при закручивании пружины, препятствуют повороту рамки. Сила упругости прямо пропорциональна углу закручивания пружины, поэтому угол поворота, при котором наступает равенство мо­ментов сил Ампера и сил упругос­ти, пропорционален силе тока в рамке. Шкала магнитоэлектрического прибора равномерная.

При изменениях силы тока равно­весие моментов сил упругости и сил Ампера нарушается, в результате подвижная система начинает совер­шать колебания относительно но­вого положения равновесия. Вместе с ней колеблется и стрелка прибора. Для устранения этих колебаний в приборах применяются специальные успокоители. В них для торможения подвижной системы используется гонкая алюминиевая пластина, помещенная между полюсами посто­янного магнита и закрепленная на оси вращения подвижной системы. При повороте подвижной системы алюминиевая пластина успокоителя движется в поле постоянного маг­нита. Наводимые в ней при этом ин­дукционные токи тормозят движение пластины и вместе с тем враще­ние всей подвижной системы электроизмерительного прибора.

Для того чтобы при любом по­ложении указательной стрелки подвижная часть была уравновешена в поле тяжести, имеются противо­весы. Установка на нулевое деление шкалы производится с помощью корректора.

Поворот стрелки в приборах маг­нитоэлектрической системы пропор­ционален силе тока, протекающего через измерительную систему прибо­ра. Однако шкала прибора может быть отградуирована и в единицах напряжения, так как сила тока прямо пропорциональна напряжению, при­ложенному к выводам измеритель­ной системы.

Приборы магнитоэлектрической системы применяются для измерения силы тока и напряжения в цепях постоянного тока.

В электроизмерительных прибо­рах других систем подвижная часть обычно устроена примерно так же, как и в приборах магнитоэлектри­ческой системы.

Электродинамические приборы.

В приборах электродинамической сис­темы нет постоянного магнита. По­ворот подвижной системы происхо­дит в результате электродинамичес­кого взаимодействия электрических токов в двух катушках. Одна катуш­ка закреплена неподвижно, а другая укреплена на оси подвижной системы.

В электродинамическом ампер­метре и вольтметре катушки вклю­чаются последовательно, и по ним протекает одинаковый ток. В данном случае вра­щающий момент пропорционален квадрату силы тока в рамках. По­этому у электродинамических ампер­метров и вольтметров шкала нерав­номерная.

Электродинамические приборы могут служить ваттметрами — при­борами для измерения мощности. С этой целью неподвижную (токовую) катушку включают в цепь последо­вательно, а подвижную (катушку на­пряжения) через дополнительный резистор включают параллельно потре­бителю энергии. Вращающий мо­мент, действующий на подвижную рамку, пропорционален произведению сил токов в обеих обмотках. Но сила тока в одной обмотке рав­на силе тока в рабочей цепи, а сила тока и другой пропорциональна напряжению на рабочем участке цепи. Очевидно, что их произведение пропорционально мощности.

У ваттметра четыре клеммы – две токовые и две для напряжения. Шкала у прибора равномерная. Электродинамические приборы при­годны для измерений в цепях как постоянного, так и переменного тока. Электромагнитные приборы. В приборах электромагнитной системы измеряемый ток пропускается по неподвижной катушке, а поворот под­вижной системы вызывается втяги­ванием в эту катушку стального сер­дечника, связанного с подвижной системой.

Электростатические приборы.

В приборах электростатической систе­мы вращение подвижной системы вы­зывается силами электростатическо­го взаимодействия разноименно за­ряженных проводников. Достоинство этих приборов заключается в том, что они не потребляют тока, т.е. не являются дополнительной нагруз­кой, как приборы другой системы. Но они позволяют измерять только напряжение, но не силу тока.