Приборы электродинамической системы

Измерительный механизм приборов электродинамической системы состоит из подвижной и неподвижной катушек. Неподвижная катушка разделена на две части, расположенные на некотором расстоянии друг от друга для создания равномерного магнитного поля (рис. 7). На оси прибора жестко закреплены подвижная катушка, указательная стрелка с балансными грузиками, магнитоиндукционный или воздушный успокоитель и концы двух противодействующих токопроводящих пружин. Противоположные концы пружин соединены с неподвижной катушкой. Одна из пружин соединена с рычажком корректора для установки стрелки на нуль (на рис. не показано).

В зависимости от ряда измеряемой величины катушки приборов электродинамической системы имеют свои особенности. У амперметров неподвижную катушку наматывают медным проводом диаметром 1–1,5 мм (несколько десятков витков), а подвижную тонким алюминиевым проводом диаметром десятые доли миллиметра (до 250 витков). У вольтметров неподвижная катушка разделена на две части, каждая содержит по 1700 витков изолированного медного провода диаметром

0,2–0,27 мм. Подвижная катушка состоит из 200 витков

алюминиевого изолированного провода такого же

диаметра. У ваттметров неподвижная катушка такая же,

какуамперметров, подвижная – как у вольтметров.

Рис. 7. Устройство прибора электродинамической системы

 

Перемещение подвижной части прибора происходит в результате взаимодействия магнитных полей подвижной и неподвижной катушек, по которым протекает электрический ток. При этом подвижная катушка стремится изменить свое положение таким образом, чтобы направления магнитных полей совпали.

Возникающий вращающий момент пропорционален силе F взаимодействия

магнитныхполей:

М ВР

= k 1× F.

В свою очередь сила взаимодействия зависит от значения токов подвижной IП и неподвижной IН катушек и постоянной величины k2, зависящей от конструкции прибора:

F = k 2 IПIН.

 

Отсюда:

МВР = k 1 k 2 IП IН.

Равновесиеподвижной части прибора наступает при равенстве вращающего и

 

противодействующего моментов:

МВР

= МПР,т.е. k 1 k 2 IПIН

= W a.

При изменении полярности тока изменяются направления токов в обеих катушках,

а направление вращающего момента не изменяется, что позволяет применять эти приборы для измерений в цепях переменного и постоянного токов. При этом угол поворота подвижной катушки:

a= k 1 k 2 IПIН

W

 

= k 3 IПIН.

При измерениях переменного тока угол поворота подвижной катушки:

a = k 3 I ПI Н cosj,

где j – угол сдвига фаз токов.

Шкала прибора линейна.

Достоинства и недостатки. Приборы имеют высокую точность, пригодны для измерений разных физических величин в цепях переменного и постоянного токов. К недостаткам приборов относят чувствительность к перегрузкам, высокую стоимость и чувствительность к воздействию внешних магнитных полей, что требует экранирования приборов или применения более сложных астатических механизмов.

Область применения. Приборы используют в основном как переносные лабораторные; в качестве образцовых (класса точности 0,1; 0,2 и 0,5) при поверке и градуировке технических средств измерений в лабораториях контрольно-измерительных приборов и узлах связи.