Магнитоэлектрические приборы.
Работа приборов основана на взаимодействии магнитного поля подвижной катушки, по которой проходит ток, с магнитным полем постоянного магнита. Поэтому магнитоэлектрический прибор должен иметь две основные части: неподвижную – магнитную систему и подвижную – катушку.
Магнитоэлектрический измерительный механизм выполнен в виде постоянного магнита 1,снабжённого полюсными наконечниками 2, между которыми укреплён стальной сердечник 3. В кольцеобразном воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками и сердечником, помещена подвижная катушка 5, намотанная на алюминиевый каркас 6. Катушка выполнена из очень тонкого провода и укреплена на оси, связанной со стрелкой спиральными пружинами 4 или растяжками, и через которые подводится ток к катушке.
При прохождении тока I по катушке на каждый из её проводников будет действовать электромагнитная сила. Суммарное действие всех электромагнитных сил создаёт вращающий момент М, стремящийся повернуть катушку и связанную с ней стрелку прибора на некоторый угол α. Повороту подвижной части измерительного механизма препятствует противодействующий момент Мпр.,создаваемый пружинами или растяжкой.
Поворот подвижной части измерительного механизма и стрелки будет продолжаться до тех пор, пока вращающий момент М,создаваемый током I,не уравновесится противодействующим моментом М.
Для устранения влияния силы тяжести на точность измерения подвижную систему прибора уравновешивают противовесами 5 (рис. 16.1) в виде стержней с перемещающимися по ним грузиками. Для уменьшения влияния трения оси приборов тщательно полируют наконечники 4, вращающиеся в подпятниках с вкладышами 2, зазоры между наконечниками и подпятником регулируют стопорным винтом 3.
Рисунок 16.1. Устройство магнитоэлектрического измерительного механизма (а, б)
и его подвижной части (в, г)
Для устранения колебаний подвижной системы приборы снабжают воздушными (цилиндрическая камера с перемещающимся поршнем 1, связанным с подвижной системой. При перемещении подвижной системы тормозится в камере поршень, и колебания затухают) или магнитно-индукционными (неподвижный постоянный магнит 3, который при повороте подвижной системы индуцирует вихревые токи в металлическом секторе 4, создающих быстрое затухание колебаний стрелки) демпферами (рис. 16.2).
Прибор применяют для измерения силы тока и напряжения в электрических цепях постоянного тока. На э. п. с. применяют в качестве амперметра и вольтметра.
|
Электромагнитные приборы.
Принцип работы основан на взаимодействии магнитного поля, созданного катушкой 1 со стальным сердечником 3, помещённым в поле катушки. Электромагнитный измерительный механизм выполняют с плоской (рис. 16.3, а) или круглой (рис. 16.3, б) катушкой.
Рисунок 16.3. Устройство электромагнитных измерительных механизмов
с плоской (а) и круглой б) катушками
В приборах с плоской катушкой сердечник установлен на оси, несущей стрелку. При прохождении тока по катушке 1 сердечник 3 будет намагничиваться и втягиваться в катушку, поворачивая ось и стрелку. Повороту оси препятствует спиральная пружина 2.Когда усилие, создаваемое пружиной, уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксирует на шкале определённый ток.
Устранение колебаний подвижной системы прибора при переходе стрелки из одного положения в другое осуществляется демпфером 5.
В приборах с круглой катушкой подвижная система поворачивается в результате взаимодействия двух стальных намагничивающихся пластинок 3, расположенных внутри катушки 1. Одна из них укреплена на оси прибора, а другая – на внутренней поверхности каркаса катушки. При прохождении тока по катушке пластины намагничиваются и их одноимённые полюсы оказываются расположенными друг против друга. Между ними возникают силы отталкивания и создаётся вращающий момент, поворачивающий ось со стрелкой 4.
Приборы применяют для измерения тока и напряжения в установках переменного тока.