2. Электродинамический амперметр

В амперметрах обе катушки соединяются, как правило, параллельно, поскольку подвижная катушка рассчитана на небольшой ток (I₂  0,5А) из-за использования в качестве токопроводящих элементов двух противодействующих пружинок. На рис. 8а неподвижная катушка амперметра показана толстой линией, а подвижная (слаботочная) – тонкой. При параллельном включении измеряемый ток (в комплексной форме) . Подбором величин активных сопротивлений R₁, R₂ и индуктивностей L₁, L₂ параллельных ветвей можно добиться совпадения по фазе токов (угол  = 0), при этом сумма токов превратится в арифметическую, что позволяет выразить слагаемые токи через общий ток I: I₁ = m₁I; I₂ = m₂I, где m₁ и m₂ – постоянные коэффициенты.

Рис. 8

Очевидно, после соответствующих подстановок можно получить квадратичную зависимость вращающего момента и угла отклонения стрелки от измеряемого тока. В частности угол отклонения Поскольку в коэффициент K входит производная то, варьируя формой катушек и их взаимным расположением, можно получить рабочую часть шкалы более или менее равномерной.

3. Электродинамический вольтметр

В вольтметре обе катушки включаются последовательно друг с другом и добавочным резистором R_д (рис. 8б). Является очевидным, что при последовательном соединении I₁ = I₂ = I и  = 0.

Величина тока с учетом индуктивных сопротивлений

(15)

где Z – полное сопротивление последовательной цепи;  = 2f – угловая частота переменного тока (при стандартной частоте f = 50 Гц   = 314 с^-1).

Угол отклонения стрелки

(16)

пропорционален квадрату измеряемого напряжения. В вольтметре, как и в амперметре, очевидно можно добиться равномерности рабочей части шкалы на стадии расчета и конструирования прибора.

4. Электродинамический ваттметр

На базе электродинамического измерительного механизма можно создать прибор для измерения мощности – ваттметр. На рис. 9 показана схема включения катушек ваттметра. Неподвижная катушка 1 включается в цепь тока приемника (нагрузки) с комплексным сопротивлением Z_н = r_н + jx_н, где r_н и x_н – активное и реактивное сопротивления приемника.

О

Рис. 9

бмотка подвижной катушки 2 включается последовательно с добавочным резистором R_д и параллельно приемнику (нагрузке) Z_н. Сопротивление R_д значительно больше индуктивного сопротивления подвижной катушки (R_д >> L₂), в результате чего угол сдвига по фазе ₂ между напряжением измеряемой цепи и током в цепи катушки практически равен нулю т.е. ток имеет фазу напряжения .

С учетом этого можно принять, что угол сдвига  между токами в катушках равен углу  сдвига между напряжением и током в измеряемой цепи. Тогда угол отклонения стрелки

(17)

прямо пропорционален активной мощности, а, следовательно, шкала ваттметра будет равномерной.

Направление отклонения подвижной части ваттметра зависит от взаимного направления токов в обеих катушках: токовой 1 и напряжения (вольтметровой) 2. Поэтому генераторные зажимы обмоток на схемах обозначают точками (), а на самих приборах – звездочками (_*). Генераторным зажимом токовой обмотки является тот, который соединяется с источником питания. Зажим вольтметровой обмотки, соединенный с последовательной обмоткой, также называется генераторным.