Приборы электромагнитной системы. Конструкция. Принцип работы.(методичка)

Прибор электромагнитной системы

В конструкциях электромагнитных измерительных механизмов вращательный момент создается в результате взаимодействия подвижных элементов из ферромагнитного материала с магнитным потоком, создаваемый обмоткой возбуждения, через который проходит измерительный ток. Подвижный элемент стремится расположиться так, чтобы усилить поле обмотки возбуждения.

Измерительный механизм с плоской катушкой состоит из катушки 1 с обмоткой из медного провода, имеющей воздушный зазор, и сердечника 2 из высококачественного ферромагнитного материала (например, пермаллоя); сердечник укрепляется на оси с опорами 3 или на растяжках. Противодействующий момент создается спиральной пружиной (на рисунке не показана) или растяжками. Успокоение магнитоиндукционное или жидкостное.

Вращательный момент, действующий на подвижный элемент, определяется

где L - индуктивность катушки;

I – ток в обмотке.

Если по катушке проходит переменный ток, значение которой (где — амплитудное значение тока), то для мгновенного вращательного момента

Измерительный механизм будет реагировать на среднее значение вращающего
момента

где — среднеквадратичное значение тока. Угол отклонения подвижной части

Таким образом, угол отклонения прибора пропорционален квадрату действующего значения переменного тока.

Амперметры и вольтметры при измерении переменных токов и напряжений всегда показывают действующие значение тока, так как принцип их работы основан на механическом, тепловом, световом, химическом и другими действиями тока. За величину переменного тока или напряжения всегда принимаются их действующие значения. Так как, а является функцией от , то знак угла поворота не зависит от направления токов катушки, поэтому электромагнитные приборы можно применять для измерений в цепях переменного и постоянного токов. Недостатком электромагнитных измерительных механизмов является низкая чувствительность и точность, значительное потребление энергии, подверженность влиянию частоты, внешних магнитных полей и температуры. Достоинства: устойчивость к токовым перегрузкам, простота конструкции и невысокая стоимость.