Вопрос 4. Воздействие переменного тока на магнитоэлектрический измерительные механизмы.

m = Sp*w*B*i_p i_p- мгновенное значение тока

m - мгновенное значение вращающего момента

Подвижная часть магнитоэлектрического измерительного механизма имеет частоту собственных колебаний порядка 10 Гц, следовательно, даже на частоте 50Гц она является интегрирующим звеном и реагирует на постоянную составляющую тока.

1 _T

Icp = — * ∫ i(t) dt.

T ₀

Если, например, пропустить через катушку синусоиду не имеющую постоянной составляющей, то стрелка прибора покажет ноль.

Вопрос 5. Вращающий момент электромагнитного измерительного механизма.

Электромагнитный измерительный механизм

В электромагнитном измерительном механизме вращающий момент возникает в результате взаимодействия магнитного поля катушки по обмотке, которой протекает ток, с одним или несколькими ферромагнитными сердечниками.

Устройство электромагнитного измерительного механизма показано нп рисунке ниже. Основной элемент механизма - катушка с замкнутым магнитопроводом.

1- катушка,

2- ферромагнитный сердечник,

3- пружинка,

4 – воздушный амортизатор.

При наличии измеряемого тока в катушке сердечник 2 располагается в месте с наибольшей концентрацией магнитного поля. При перемещении он закручивает пружину, создавая противодействующий момент.

Вращающий момент будет

dW_e

М = —— W_e=L*I²/2

dα

dW_e 1 dL

М = —— = — I²——

dα 2 dα

1 dL 1 dL

— I²—— = α*W α= —— I²——

2 dα 2W dα

Электромагнитный измерительный механизм не имеет полярности. Применяется для измерения постоянного и переменного токов. На переменном токе измеряется действительное значение. Шкала прибора нелинейная. Характер шкалы зависит от множества dL / dα. Меняя форму сердечника 4 можно добиться равномерной шкалы, начиная с (20-25)% и до её конечного значения.

Вопрос 6. Вращающий момент электродинамического измерительного механизма.

Электродинамический измерительный механизм

В электродинамическом измерительном механизме вращающий момент возникает в результате взаимодействия магнитного поля неподвижной и подвижной катушек.

1. неподвижная катушка

2. подвижная катушка

Неподвижная катушка состоит из двух одинаковых частей. Их форма и расстояние между ними влияют на электромагнитное поле и на шкалу прибора. Подвижная катушка выполняется бескаркасной, и для подключения I₂ используются пружины или растяжки.

Для определения вращающего момента необходимо записать выражение для электромагнитной энергии, созданной токами I₁ и I₂:

W_e=½* L₁ * I₁² + ½*L₂*I₂² + I₁*I₂*M₁₂ ,

где M₁₂- взаимная индуктивность.

Продифференцируем выражение по dα, так как индуктивность катушки не зависит от угла α, а зависит только M₁₂.

dW_e dM₁₂

М = —— = I₁*I₂* ——

dα dα

Если противодействующий момент создаётся механическим путём, то можно написать равенство:

dM₁₂ I₁*I₂*d M₁₂

I₁*I₂* —— =W*α α= —————

dα dα

При одновременном изменении направляющих токов I₁ и I₂ знак угла отклонения α не меняется, следовательно, измерительный механизм не имеет полярности и может применяться для измерения тока и напряжения.

Характер шкалы прибора нелинейный и зависит от произведения токов I₁ и I₂ и от закона изменения индукции.