6. Приборы электродинамической системы Слайд № 12
Принцип действия приборов электродинамической системы основан на взаимодействии проводников с токами. Известно, что два проводника с токами взаимно притягиваются, если токи в них имеют одинаковое направление, и взаимно отталкиваются при различном направлении токов.
Прибор этой системы состоит из двух катушек: неподвижной 2, состоящей из двух секций, которые соединены между собой последовательно, и подвижной 3, закрепленной на оси и вращающейся на ней внутри неподвижной катушки. Измеряемый ток к подвижной катушке подводят через закрепленные на оси спиральные пружинки 1, которые одновременно создают противодействующий момент Мпр, пропорциональный углу закручивания α. При этом пружинки электрически изолированы от оси. На оси подвижной катушки закреплены также указательная стрелка 4 и крыло воздушного успокоителя 5. При прохождении токов по катушкам электродинамического прибора ток подвижной катушки I2 взаимодействует с магнитным потоком Ф1, созданным током I1 неподвижной катушки, т. е. создается вращающий момент Mвр.
Достоинства электродинамических приборов: высокая точность (до 0,1%), возможность работы на постоянном и на переменном токе.
Недостатки: сравнительно невысокая чувствительность, влияние температуры окружающей среды на сопротивление катушек и, как следствие, на показания прибора, значительная собственная мощность потребления энергии от источника сигнала, нелинейная шкала, ограниченный частотный диапазон (1...5 кГц), сложная конструкция, высокая стоимость.
Область применения: в качестве амперметров, вольтметров, ваттметров.
7. Приборы ферродинамической системы Слайд № 13
Аналогичны электродинамическим приборам, но отличаются от них усиленным магнитным полем за счет магнитопровода (сердечника) из ферромагнитного материала. 1 – магнитопровод; 2 – неподвижная катушка; 3 – цилиндр; 4 – подвижная катушка.
Достоинства приборов ферродинамической системы: имеют большой вращающий момент Мвр, лучше защищены от влияния внешних магнитных полей.
Область применения: щитовые амперметры, вольтметры, ваттметры, регистрирующие и самопишущие в цепях переменного тока частотой 50-500 Гц, реже в цепях постоянного тока.
8. Приборы электростатической системы Слайд № 14
Принцип действия этих приборов основан на использовании взаимного притяжения (или отталкивания) между заряженными проводниками.
Устройство механизма таково: неподвижная часть (неподвижный электрод) состоит из одной или нескольких камер, которые представляют две одинаковые алюминиевые пластины 2, соединённые вместе и имеющие воздушный зазор. В воздушный зазор входят подвижные секторообразные алюминиевые электроды 1, укреплённые на оси 3. Электроды 1 и указатель 5 образуют подвижную часть. Под действием подведённого к электродам напряжения создаётся электрическое поле. Силы электрического поля стремятся повернуть подвижную часть так, чтобы энергия электрического поля была наибольшей, т.е. чтобы подвижный электрод втягивался в пространство между неподвижными электродами и поворачивался указатель. Движение прекращается, когда противодействующий момент закрученной спиральной пружины 4 становится равным вращающему моменту.
Достоинства приборов электростатической системы: широкий частотный диапазон, ничтожное потребление энергии, независимость показаний от внешних магнитных полей (благодаря экранированию).
Недостатки: низкая чувствительность, невысокая точность, необходимость экранирования измерительного механизма от влияния внешних электрических полей.
Приборы этой системы применяются в качестве вольтметров в широком частотном диапазоне в маломощных цепях, а также в цепях высокого напряжения до сотен киловольт.