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
| |
| |
=k3U .
При равновесии
МВР
= М ПР
или
| |
Откуда:
k
| |
W
| |
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.