§ 5. Приборы электродинамической системы

К приборам электродинамической системы относятся электроизмерительные приборы, измерительный механизм которых состоит из двух катушек. Одна из них укреплена неподвижно, а дрvгая может поворачиваться вокруг оси.

На рисунке 11 схематически изображено устройство измерительного механизма электродинамической системы с прямоугольными катушками. Неподвижная катушка 1 изготовлена из толстого провода и имеет малое число витков. Она состоит из двух одинаковых секций, расположенных параллельно друг другу. Подвижная катушка 2 расположена внутри неподвижной, закреплена на оси 5 и может поворачиваться. Эта катушка изготовлена из тонкого провода и имеет большое число витков. На оси жестко закреплены стрелка 3 и крыло воздушного успокоителя 4.

П одвижная катушка соединяется с внешней цепью посредством спиральных пружин 6 (так же, как в приборах магнитоэлектрической системы).

Принцип действия приборов электродинамической системы основан на взаимодействии тока подвижной катушки С магнитным полем тока неподвижной катушки.

При постоянных токах в катушках приборы этой системы можно сопоставить с приборами магнитоэлектрической системы. Здесь неподвижная катушка с током выполняет роль постоянного магнита.

Неподвижная (1) и подвижная {2) катушки . могут соединяться между собой последовательно (рис. 12, а) или параллельно (рис. 12, б), образуя одну или две ветви.

При параллельном включении токи в катушках будут различными по величине.

Между током 12 подвижной КЭС тушки И полем тока I1 неподвижной катушки возникает сила электромагнитного взаимодействия, пропорциональная величине токов в катушках. Поэтому вращающий момент М вр, действующий на подвижную катушку, будет пропорционален произведению токов в подвижной и неподвижной катушках.

Т аким образом, при включении прибора С параллельным соединением катушек в цепь постоянного тока. вращающий момент можно выразить следующей зависимостью:

При включении прибора в цепь переменного тока направление токов в катушках будет изменяться одновременно. Направление действия вращающего момента останется неизменным

Поэтому прибор пригоден для измерения как в цепях постоянного, так и переменного токов.

Противодействующий момент в электродинамических приборах создается с помощью спиральных пружин и, следовательно, пропорционален углу поворо!а. подвижной части. При установившемся отклонении вращающий момент уравновешивается противодействующим

Квадратичная зависимость вращающего момента от тока показывает, что при боры электродинамической системы (как и при боры электромагнитной системы), включенные в цепь переменного тока, будут измерять действующие значения тока и напряжения.

Величина коэффициента k зависит от формы катушек и их взаимного расположения. Путем подбора формы катушек и их относительного положения удается получать относительно равномерную шкалу начиная примерно с 25-30% от номинального значения измеряемой величины.

Магнитное поле прибора электродинамической системы весьма слабое. Поэтому на показания прибора сильное влияние оказывают внешние магнитные поля. Так же, как и в приборах электромагнитной системы, собственное потребление энергии прибором электродинамической системы сравнительно велико.

Приборы рассматриваемой системы отличаются высокой степенью точности и используются главным образом для лабораторных измерений.

Наличие двух цепей тока в приборе дает возможность использовать их в качестве амперметров, вольтметров, ваттметров, фазометров и частотомеров.