24. Электродинамический амперметр и вольтметр.

Работа приборов основана на магнитном взаимодействии полей катушек, подвижной и неподвижной. Уравнения шкалы этих приборов: . Если по катушкам будет протекать одинаковый ток, то угол фазы сдвига будет равен 0, а значение токов одинаковые. В этом случае приборы данной системы можно использовать в качестве амперметров и вольтметров, соответственно при последовательном и параллельном подключении к нагрузке. Для вольтметров такое включение катушек между собой полностью оправдано.

- катушка тока (Делается толстым проводом с малым числом витков)

- Катушка напряжения (малый провод большое количество витков)

Для вольтметров параллельное включение катушек бессмысленно.

Для амперметра электродинамических систем параллельное включение катушек возможно, поскольку это уменьшение внутреннего сопротивление прибора, но возникает cos фазового сдвига между токами катушки

25. Работа и устройство однофазного индукционного счетчика.

Предназначен для учета активной энергии потребляемой нагрузки. Основными частями являются катушка тока, катушка напряжения, легкий алюминиевый диск, который может вращаться вокруг вертикальной оси. Катушки намотаны на ферромагнитный сердечники с прорезями для дисков. Работает только в цепи переменного тока. Для нормальной работы счетчика его диск должен вращаться с постоянной угловой скоростью, пропорциональной активной энергии, потребляемой нагрузкой. При этом формула счетчика: W=C₀N, где С₀ – номинальная постоянность счетчика из его паспортных характеристик, N – количество оборотов диска за время t.

Вращающий момент диска: М_вр=KIUcosφ. Противовращающий момент, необходимый для равномерного вращения диска, создается включением постоянного магнита, силовые линии которого пересекают вращающий диск. Благодаря действию силы Ампера возникает магнитное торможение диска и противовращающий момент: М_пр.вр.=K₁w. Приравняем: Kp=K₁w (умножим все на t) → pt=K₂wt → (N=φ/2π) → K₂2π=C_H → W_сч=C_HN.

В качестве такой нагрузки могут быть использованы: реальный конденсатор или катушка индуктивности. Каждый из этих элементов имеет некоторое активное сопротивление потерь. В качестве Z_H используется катушка индуктивности X_L; если отключить лампу накаливания, то ток через реактивный элемент будет малым по величине, поэтому вначале включается лампа накаливания, измеряется ток через лампу, а затем включается реактивный элемент и измеряется общий ток, тогда разность этих токов даст ток через катушку. Ток и напряжение на реактивном элементе известны. Определим cosφ из треугольника сопротивлений. В итоге придем к выводу, что

26. Формула счётчика электрической энергии.

На электрической схеме индукционный счётчик изображается так же как и активный ваттметр.

К нагрузке эти катушки подключаются также как и у активного ваттметра

. Вращающий момент диска определяется такой же формулой, как и вращающий момент электродинамического ваттметра .

Противовращающий момент создаётся путём включения постоянного магнита силовые линии поля которого пересекают вращающий диск.

Магнитные потоки катушек 1 и 2 наводят во вращающиеся диски вихревые токи – токи Фуко. При пересечении вихревым током силовых линий магнитного поля, постоянного магнита благодаря действию силы Ампера возникает магнитное торможение диска и соответственно противовращающий момент

. При некоторой угловой скорости вращения устанавливается равенство момента и в дальнейшем диск вращается с постоянной угловой скоростью ..

Умножим на некоторый произвольный момент времени t (t вращения счетчика)

; , где- количество оборотов диска=N.

(1)

–номинальная постоянная счётчика определяющаяся по паспортным данным.