![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Принцип действия прибора магнитоэлектрической системы
Устройство прибора магнитоэлектрической системы, который может служить для измерения тока, напряжения и т.п. показано на рис.5.1. Полюсные наконечники постоянного магнита имеют цилиндрическую расточку, в которой по оси установлен стальной сердечник. Между полюсами и сердечником образуется зазор с радиальным магнитным полем, индукция которого одинакова по величине во всех точках зазора (рис.5.2). Рамка (см. рис.5.1), укрепленная на оси, может вращаться в межполюсном зазоре. При вращении две ее стороны (на рис. 5.2 они перпендикулярны) постоянно пересекают радиальное магнитное поле в зазоре. Для уменьшения трения ось рамки оканчивается стальными кернами, опирающимися на подпятники, изготовленные из агата, рубина или корунда. С осью жестко связана стрелка прибора. При включении прибора в электрическую цепь ток проходит по виткам рамки. При этом на каждую сторону рамки, расположенную в магнитном поле зазора, действует сила
F = k B I l1, (5.5)
здесь B - величина магнитной индукции в зазоре; I - сила тока в рамке; l1 - длина той стороны рамки, которая расположена в зазоре; направление силы F определяется правилом ”левой руки” (линии магнитной индукции входят в ладонь, четыре пальца направлены по току, отогнутый большой палец показывает направление силы). Каждая из сил
M1 = k B I l1 l2 / 2,
где l2 - длина стороны рамки, не помещенной в зазор. Направление вектора Момент пары сил, приложенных к рамке
M = 2 M1 = k B I l1 l2 = k B I S, (5.6 )
где S - площадь рамки. Величину k I S обозначают рm и называют магнитным моментомрамки. Эту величину вводят как вектор и направляют по положительной нормали к рамке с током. Следовательно,
где С введением вектора Pm выражение (5.5) можно записать в векторной форме:
здесь Используя закон Ампера, нетрудно показать, что формула (5.7) справедлива также в случае, когда рамка с током расположена в однородном магнитном поле с индукцией При изменении направления тока в рамке направление каждой из сил Для компенсации момента N = C j, (5.8)
здесь C - жесткость пружины. Момент Пока угол поворота j мал (|
C j = k B I S. (5.9)
Из формулы (5.9) следует, что угол поворота рамки пропорционален току в ней. Поэтому шкала прибора магнитоэлектрической системы равномерная. По формуле (5.9) индукция магнитного поля в зазоре
что позволяет определить ее опытным путем, если измерить каким-либо образом величины C, j, k, S.
|