Тема 3 основи теорії та конструкції вимірювальних механізмів та приладів
3.6 Електродинамічні та феродинамічні прилади
|
Конструктивні особливості приладу |
Фізичні явища, які покладені в основу принципу дії приладу |
Рівняння шкали приладу |
Принцип дії приладу |
|
1 – нерухома котушка; 2 – ось; 3 – рухома котушка; 4 – дві спіральні пружини; 5 – стрілочний покажчик
|
В |
де IР – струм рухомої котушки; I НР – струм нерухомої котушки
|
Нерухома котушка виготовлена з товстого проводу з малою кількістю витків та має назву котушка струму. Рухома котушка виготовлена з тонкого проводу з великою кількістю витків та має назву котушка напруги. Струм, що вимірюється, подається через вивідні клеми приладу на нерухому котушку та по спіральним пружинам надходить на рухому котушку. В котушках створюються два магнітних поля, які взаємодіють з двома відповідними струмами IР та I НР, як результат створюється момент обертання. Момент обертання здійснює повертання рухомої котушки на кут α. Повертання буде здійснюватись доки момент обертання не стане рівним протидіючому моменту, який створюють спіральні пружини. |
заємодія
магнітних полів рухомої та нерухомої
котушок зі струмами
,
Феродинамічний прилад – це прилад, у якого нерухома котушка електродинамічного механізму знаходиться в магнітопроводі. Така конструкція приладу дозволяє захистити його механізм від впливу зовнішніх магнітних полів та створити більший момент обертання.
Аналітичні залежності, які описують теорію електродинамічного приладу
|
Обертаючий момент |
Протидіючий момент |
Кут відхилення стрілки при МО=МПР | |
|
|
|
| |
|
Чутливість приладу |
Постійна приладу | ||
|
|
| ||
де W - питомий протидіючий момент пружини;
k – конструктивна стала приладу;
ψ – кут зсуву фаз між векторами струмів IР та IН;
-
швидкість зміни взаємної індуктивності
двох котушок при
переміщенні рухомої котушки на кут α.
Схеми з’єднання котушок електродинамічних приладів:
амперметр
;
;
|
|
вольтметр
ватметр
|
|
|
|
|
|
|
;
;
;
;
;
де IН, UН – номінальні струм та напруга відповідно;
K – кількість поділок шкали приладів.
Електродинамічні прилади придатні для вимірювань у колах як постійного, так й змінного струму, мають високу точність та стабільність показань у часі.
Феродинамічні прилади мають більший обертаючий момент, сильне власне магнітне поле та менше власне споживання потужності, але прилади придатні тільки для застосування у колах змінного струму.