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 М_{пр .}, 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.