Электродинамические приборы.

Работа прибора основана на взаимодействии двух катушек, обтекаемых электрическим током. Электродинамический измерительный механизм (рис. 16.4, а) состоит из двух катушек: неподвижной 2 и расположенной внутри неё неподвижной 1. Подвижная катушка 1 связана с осью прибора, со стрелкой и с двумя параллельными пружинами 4 (или растяжками), которые служат для создания противодействующего момента и подвода тока к подвижной катушке 1. В приборе применяется демпфер 3, аналогичный ранее рассмотренному.

При прохождении по катушкам токов I₁ и I₂ возникают электродинамические силы F (рис. 16.4, б), которые стремятся повернуть подвижную катушку относительно неподвижной на некоторый угол.

Рисунок 16.4. Устройство (а) и принципиальная схема (б)

электродинамического измерительного прибора

 

В зависимости от схемы включения катушек прибор используют в качестве амперметра (последовательное включение), вольтметра (при подключении к двум точкам, между которыми измеряют напряжение) или ваттметра (одна катушка последовательно, а вторая параллельно приёмнику энергии) (рис.16.5).

Электродинамические приборы применяют обычно в качестве точных лабораторных приборов, а также в качестве ваттметров и счётчиков электрической энергии в цепях переменного тока.

 

Рисунок 16.5. Схемы включения электродинамического прибора в качестве амперметра (а),

вольтметра (б) и ваттметра (в)

Ферродинамические приборы.

Принцип работы такой же, как и у электродинамического измерительного прибора. Для усиления магнитного поля применяют магнитопровод из ферромагнитного материала.

Неподвижная катушка 2 (рис. 16.6) размещается на полюсах ферромагнитного сердечника 4, а неподвижная 3 поворачивается так же, как и в приборах магнитоэлектрической системы, - в воздушном зазоре между полюсами 1 и неподвижным цилиндрическим сердечником 5. При такой конструкции приборы защищены от влияния внешних магнитных полей. Кроме того, увеличиваются магнитные потоки, создаваемые катушками, и возрастает вращающий момент, действующий на подвижную систему.

Рисунок 16.6.Принципиальная схема ферродинамического измерительного механизма

Приборы используют в качестве щитовых амперметров и вольтметров, работающих в условиях тряски и вибраций (например, на э. п. с. переменного тока), в качестве самопишущих приборов (т.к. они имеют значительный вращающий момент, преодолевающий трение в записывающих устройствах)

 

Индукционные приборы.

Состоит из двух неподвижных электромагнитов 2 и 3 и подвижного алюминиевого диска 4, укреплённого на одной оси со стрелкой (рис. 16.7). При прохождении переменных токов I₁ и I₂ по катушкам электромагнитов создаются два магнитных потока Ф₁ и Ф₂, сдвинутых одна относительно другого по фазе, которые пронизывают диск. Эти потоки при своём изменении индуцируют в диске вихревые токи I_в1 и I_в2.

В результате взаимодействия вихревых токов с магнитными полями обоих электромагнитов (тока I_в1 с потоком Ф₂ и тока I_в2 с потоком Ф₁) возникает вращающий момент М, под влиянием которого происходит поворот подвижной части прибора. Противодействующий момент в вольтметрах, амперметрах и ваттметрах создаётся спиральной пружиной 1 или растяжками. В зависимости от схемы включения катушек прибор используют в качестве амперметра (последовательное включение), вольтметра (при подключении к двум точкам, между которыми измеряют напряжение) или ваттметра (одна катушка последовательно, а вторая параллельно приёмнику энергии).

	Рисунок 16.7. Устройство индукционного измерительного механизма

Логометры.

Прибор состоит из двух катушек 1 и 2, расположенных под некоторым углом и жёстко закреплённых на общей оси (рис. 16.8). К катушкам подводятся токи I₁ и I₂ через три эластичные спирали 5, не создающие при закручивании механического момента.

Постоянный магнит 3 имеет форму эллипса, поэтому в воздушном зазоре между магнитом и наружным кольцом 4 образуется неравномерное магнитное поле.

В результате взаимодействия токов I₁ и I₂ с магнитным полем возникают два противоположно направленных момента М₁ и М₂. При повороте подвижной части одна из катушек перемещается в область с увеличенным воздушным зазором, а другая – в область с уменьшенным зазором. При этом изменяются моменты М₁ и М₂. При некотором положении подвижной части моменты М₁ и М₂ уравновешиваются. В этом случае I₁/I₂=B₂/B₁.

Таким образом, каждому определённому положению подвижной части соответствует определённое значение токов I₁ и I₂, проходящих по катушкам. При изменении этого отношения будет изменяться угол α.

	Рисунок 16.8.Принципиальная схема магнитоэлектрического логометра