Магнитоэлектрические и электромагнитные приборы

Наиболее распространенными системами электроизмерительных приборов являются магнитоэлектрическая и электромагнитная.

ЭТО ВАЖНО. Магнитоэлектрические приборы являются наиболее чувствительными (способными измерять малые значения тока и напряжения: мили, микро показания) и достаточно точными.

Работа магнитоэлектрических приборов основана на взаимодействии магнитного поля и проводника с током. В этих приборах между полюсами 4 сильного постоянного магнита 1 укреплена, на двух полуосях, легкая рамка 2 с обмоткой из тонкой проволоки (рис.16.1). Ток к рамке подводится с помощью двух спиральных пружинок 3 (волосков). Для усиления магнитного поля внутри рамки помещен цилиндр 6 из мягкой стали и, следовательно, рамка может вращаться в воздушном промежутке между этим цилиндром и полюсными наконечниками магнита. Чтобы уравновесить подвижную систему, к рамке прикреплены стерженьки с грузиками 5. Они главным образом являются противовесом для стрелки. Когда через обмотку рамки проходит ток, то поле магнита действует на проводники рамки и поворачивает ее. Чем больше ток, тем больше поворачивается рамка, преодолевая противодействие пружинок.

Ток в обмотке рамки создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита. В результате возникает вращающий момент, стремящийся повернуть рамку. Пружинки (волоски) создают противодействующий момент. Поворот подвижной системы происходит до тех пор, пока вращающий момент не станет равен противодействующему моменту.

Если изменить направление тока, то рамка будет вращаться в противоположную сторону. Таким образом, магнитоэлектрические приборы пригодны только для измерения в цепях постоянного тока. Шкала этих приборов равномерная. Рамка имеет небольшое сопротивление, поэтому для измерений больших токов и напряжений необходимо в первом случае пользоваться шунтами, а во втором – добавочными резисторами.

Электромагнитные приборы относятся к числу наиболее простых электроизмерительных приборов (рис.16.2). В этих приборах ток проходит по катушке 1 и создает магнитное поле, стремящееся втянуть внутрь катушки сердечник в виде пластинки из мягкой стали 3, укрепленной на оси 2 со стрелкой. Чем больше ток, тем сильнее втягивается сердечник и тем больше отклоняется стрелка. В нулевом положении подвижная система удерживается спиральной пружинкой.

Чтобы стрелка после отклонения не колебалась, в приборе обычно используется воздушный или магнитный успокоитель (демпферы).

Воздушный успокоитель состоит из трубки 5, в которой двигается поршень 4 (рис.16.2), соединенный с подвижной системой. Между поршнем и стенками трубки имеется воздушный зазор. Воздух сопротивляется движению поршня и успокаивает подвижную систему.

В магнитном успокоителе колебания тормозятся за счет взаимодействия вихревых токов с полем постоянных магнитов.

Шкала электромагнитных приборов неравномерная. В начале шкалы деления мелкие, затем они увеличиваются. Втягивание катушки в сердечник не зависит от направления тока. Поэтому электромагнитные приборы пригодны для измерений в цепях постоянного и переменного токов.

Электромагнитные приборы обладают небольшой чувствительностью и их, поэтому не изготовляют для измерения малых токов и напряжений.