1.4.2 Електромагнітні прилади

Прилади електромагнітної системи використовують взаємодію магнітного поля нерухомої котушки , по якій тече вимірюваний струм, з феромагнітним осердям , жорстко скріпленим з віссю обертання, до якої приєднано вказівну стрілку (див. Рис. 1.4.2.1). Рухома частина приладу складається з закріпленого на осі обертання вказівної стрілки, яку може обертати феромагнітне осердя і пружини, що протидіє цьому обертанню. Нерухомою частиною приладу є немагнітний каркас, на який намотана котушка. При протіканні струму через котушку в ній виникає магнітне поле, якевтягує феромагнітне осердя до того моменту, коли обертальний момент створюваний осердям не буде врівноважений пружиною. В цьому випадку кут відхилення стрілки пропорційний квадрату сили струму.

Рис. 1.4.2.1

Електромагнітні прилади застосовуються для вимірювання постійного і змінного струмів. Позитивні якості електромагнітних приладів – простота конструкції, можливість вимірювання великих значень струмів, стійкість до тривалих перевантажень; а недоліки – нерівномірність шкали, низька чутливість при вимірюванні малих струмів, чутливість до зовнішніх магнітних полів.

1.4.3 Електродинамічні прилади

Робота електродинамічних приладів основана на взаємодії магнітних полів рухомої і нерухомої котушок, через які протікає вимірювальний струм (див. Рис. 1.4.3.1). Рамка рухомої котушки розміщена всередині рамки нерухомої котушки, до вісі її обертання прикріплено вказівну стрілку. Струм в рухому котушку подається через дві пружини, що створюють протидіючий обертальний момент. Коли через рамки пропустити вимірюваний струм, то в обох котушках виникнуть магнітні поля. В результаті їх взаємодії рухома рамка почне обертатися до того моменту, поки момент магнітних сил не стане рівним протидіючому йому моменту пружних сил спіральних пружин.

Рис. 1.4.3.1.

Оскільки в першому наближенні обертальний момент сил, що діють на рухому котушку, пропорційний силі струму, як у рухомій, так і нерухомій котушках, , а протидіючий момент пропорційний куту закручення пружинок, , то з рівності моментів випливає, що

.

Отже шкала приладу нерівномірна.

Рухома і нерухома котушки з’єднуються послідовно або паралельно залежно від призначення приладу. Зокрема в амперметрах вони з’єднуються паралельно, у вольтметрах – послідовно, у ватметрах нерухома котушка вмикається в коло струму послідовно, а рухома котушка з додатковим опором – паралельно споживачам енергії.

Прилади електродинамічної системи використовують для вимірювання постійного і змінного електричного струму і напруги і потужності в електричних колах постійного і змінного струмів.

До переваг приладів електродинамічної системи відноситься можливість роботи в колах постійного і змінного струмів, рівномірність шкали приладу при вимірюванні потужності, мала похибка вимірювання постійного струму. До недоліків – нерівномірність шкали при вимірюванні струмів і напруг, залежність результатів вимірювання від впливу зовнішніх магнітних полів, обмеженість діапазонів вимірювання струму і напруги.