Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
маленькие_шпаргалки.docx
Скачиваний:
184
Добавлен:
21.01.2018
Размер:
1.02 Mб
Скачать

11. Электромагнитные приборы.

Принцип действия: взаимодействие магнитного поля катушке, в обмотке которой протекает ток, с одним или несколькими ферромагнитными сердечниками.

1 - катушка, 2 - ферромагнитный сердечник,

3 - ось, 4 - спиральные пружины, 5 - указатель.

На катушку наматывается медный провод. Материал сердечника должен обладать высокой магнитной проницаемостью, что способствует увеличению вращающего момента, и минимальным значением коэрцитивной силы (остаточной намагниченности).

Обычно в щитовых приборах из технической стали, в лабораторных - из пермаллоя.

При наличии тока в катушке сердечник намагничивается и втягивается в катушку, поворачивая ось и указатель. При этом закручиваются пружины, создающие противодействующий момент.При изменении направлении тока сердечник перемагничивается и тоже втягивается в катушку.

Существенным недостаток электромагнитных ИМ является сильное влияние внешних магнитных полей (т. к. их собственное поле мало). Применяются два метода защиты:

1) экранирование - вся подвижная часть помещает в ферромагнитный экран.

2) астазирование - используются две катушки и два сердечника, закреплённые на одной оси. Катушки включены последовательно, токи в катушках направлены навстречу друг другу, таким образом, поля действуют в противоположных направлениях. Если один поток увеличивается, то другой ослабевает => сумма моментов неизменна. Актуально только для равномерных полей.

Общее уравнение для вращающего момента:

Электрокинетическая энергия меняется при движении подвижной части:

, при этом ток не меняется, меняется только L.

Мгновенное значение вращающего момента:

. Пусть тогда, с учётом того, что

, получим .

Это значение содержит постоянную составляющую (среднее значение момента) и гармоническую составляющую второй гармоники.

Прибор реагирует на среднее значение M:

При низких частотах (2-5 Гц) гармонические колебания практически отсутствуют. Противодействующий момент создаётся пружинами:(W - удельный противодействующий момент).

Таким образом,

Выводы из формулы: знак угла отклонения не зависит от направления тока (т. е. приборы могут работаьь как на постоянном, так и на переменном токе).

2. Шкала неравномерна. Если , то шкала квадратична. Шкала может быть приближена к равномерной, еслино это условие нереализуемо на всём диапазоне измененият. к. при

ЭМ приборы - в основном амперметры и вольметры.

+ простота и дешевизна конструкции

+ устойчивость к большим перегрузкам

+ работа как на постоянном, так и на переменном токе

+ работа на высоких частотах (до 50 кГц)

- относительно малая точность (кл. т. 1.5-2.5)

- малая чувствительность.

В электромагнитных амперметрах катушка включается последовательно в цепь измеряемого тока. Чем выше предел измерения, тем меньше число витков катушки.

Щитовые амперметры выпускаются однопредельными. Лабораторные приборы могут иметь несколько пределов (3-4). Переключение происходит с помощью секционирования катушки - включения её частей последовательно или параллельно. Расширение пределов на переменном токе возможно также с помощью измерительных трансформаторов тока.

Температурная погрешность возникает из-за зависимости упругости пружин, создающих противодействующий момент, от температуры.

Частотна погрешность возникает из-за наличия вихревых токов в сердечнике и других металлических частях ИМ.

Для уменьшения этой погрешности металлические детали заменяются керамическими, а сердечник выполняется из материала с большим удельным сопротивлением.

В цепях постоянного тока возникает погрешность от гистерезиса, проявляющаяся в неодинаковых показаниях при увеличении/уменьшении одного и того же тока.

В ЭМ вольтметрах катушка включается последовательно с добавочным сопротивлением из манганина. Изменение пределов измерений производится путём переключения между различными добавочными резисторами, а также с помощью измерительных трансформаторов напряжения.

полное сопр-е цепи вольтметра.

Изменение температуры вызывает температурную погрешность, обусловленную изменением сопротивления цепи вольтметра. В вольтметрах на малые пределы измерений эта погрешность может достигать больших значений. Для уменьшения этой погрешности часто уменьшают число витков катушки, что приводится к увеличению токопотребления => уменьшению сопротивления цепи. Частотная погрешность выше, чем у амперметров. Это объясняется зависимостью сопротивления цепи от тока.