16. Электроизмерительные приборы ферродинамической и электродинамической систем.

Назначение:

Электродинамические измерительные приборы применяются в ваттметрах для измерения мощности. С помощью электродинамических ваттметров можно измерить мощность постоянного тока и амплитудную мощность переменного тока.

- для постоянного тока

- для переменного тока

При протекании тока по неподвижной и подвижной катушкам образуются магнитные поля. В результате их взаимодействия подвижная катушка будет поворачиваться таким образом, чтобы направление магнитных полей совпадало, т.е. совпало с направлением магнитного поля неподвижной катушки.

Вращающий момент, действующий на подвижную катушку можно выразить:

, где

k – коэффициент пропорциональности, зависящий от числа витков, формы и размеров катушки.

Противодействующий момент создается пружинами, по которым подводят ток к подвижной катушке.

При =

- при постоянном токе

Угол поворота подвижной части прибора прямо пропорционален произведению токов в катушках.

Если по катушкам протекает переменный ток, то средний за период вращения момент будет равен:

Ферродинамические приборы являются разновидностью приборов электродинамической системы.

1 подвижная катушка

2 стальной цилиндр

3 магнитопровод

4 подвешенная катушка

5 постоянный магнит

6 шкала

7 стрелка

17. Приборы индукционной системы.

Электрические счетчики имеют индукционный измерительный механизм.

Неподвижная часть прибора представлена двумя электромагнитами. Один включается в электрическую цепь последовательно, а другой параллельно. В зазоре электромагнитов вращается легкий алюминиевый диск. Ось вращения установлена в подпятниках.

Для создания тормозного момента в конструкции прибора имеется постоянный магнит, который охватывает алюминиевый диск.

Счетный механизм представляет собой систему зубчатых колес, через которые передается вращение на диск. На поверхности диска нанесены цифры от 0 до 9. Каждый диск – разряд десятичной системы счисления (единицы, десятки, сотни и т.д.) Поворот первого диска на 10 оборотов передает вращение второму диску на 1 оборот и т.д. При включении индукционного механизма в электрическую сеть по катушкам электромагнитов будет протекать индукционный переменный ток, в результате чего создаются магнитные поля.

Магнитные потоки обоих электромагнитов пронизывают легкий алюминиевый диск и возбуждают в нем индукционные токи.

Эти токи, взаимодействуя с магнитными полями электромагнитов, создают вращающий момент, прямо пропорциональный напряжению и силе тока в цепи

Электрическая энергия определяется по формуле:

18. Измерение тока в цепях постоянного и переменного тока.

Для измерений в цепях постоянного тока могут применяться магнитоэлектрические, электродинамические, ферродинамические, электромагнитные, электростатические, термоэлектрические приборы. Если есть возможность выбора, то предпочтительны приборы магнитоэлектрической системы. Каждый из этих приборов можно использовать в качестве амперметра и вольтметра. Принципиального различия между амперметром и вольтметром нет, различны лишь требования к их входным сопротивлениям. Амперметр должен иметь возможно меньшее сопротивление r_a во избежание искажения значения измеряемого тока и уменьшения мощности р =I²r_a потребляемой амперметром. Сопротивление амперметра должно быть тем меньше, чем больше значение измеряемого тока. Вольтметр, включаемый параллельно испытуемому объекту, должен, наоборот, обладать возможно большим сопротивлением r_v, с тем чтоб его включение не оказывало заметного шунтирующего действия и не снижало значения измеряемого напряжения. Сопротивление вольтметра должно быть тем больше, чем выше значение измеряемого напряженияU, чтобы мощность потерь р = U²/r_v в вольтметре была невелика.

19. Переменные токи и напряжения промышленной и повышенной частот (50—400 Гц) обычно измеряются электромагнитными амперметрами и вольтметрами. Расширение пределов измерения достигается с помощью без реактивных шунтов и добавочных резисторов, а также измерительных трансформаторов.

жению достигается с помощью из мерительных трансформаторов.

2 0. Измерение мощности в цепях переменного тока Осуществляется электродинамическими и ферродинамическими ваттметрами . Расширение пределов измерения ваттметров по току и напряжению достигается с помощью измерительных трансформаторов. Некоторые особенности имеет измерение мощности в цепях трех фазного тока. При этом используются различные схемы включения ваттметров в зависимости от характера нагрузки (симметричная или несимметричная), от схемы электрической цепи (трех- или четырехпроводная).

Мощность в цепях постоянного тока можно определить, одновременно измеряя ток и напряжение и перемножая их значения. Такое косвенное измерение мощности связано с неудобством от счета показаний двух приборов. Это неудобство устраняется при использовании прямо показывающих ваттметров. В цепях постоянного тока обычно применяются электродинамические ваттметры

21. Измерение сопротивлений омметрами. Омметры — при боры для прямого измерения сопротивлений. Омметры постоянного тока представляют собой, по существу, миллиамперметры магнитоэлектрической системы со шкалой, градуированной в Омах.

В состав омметра входят источник с регулируемым выходным напряжением U, измерительный прибор И, добавочньтй резистор г_д для ограничения тока и ключ К. Перед началом измерения ключом замыкают накоротко резистор г_x и, регулируя напряжение U источника, устанавливают стрелку прибора И на нулевую от метку шкалы. Затем размыкают ключ К. При неизменном значении напряжения U а также сопротивлений г_x и г_д через измеритель протекает ток, зависящий от значения г_x Шкала прибора неравномерная и градуируется в значениях сопротивления от 0до 00.

Измерение сопротивлений при помощи мостов. Мосты получили широкое распространение. Ими можно с высокой точностью измерять активные сопротивления на постоянном и переменном токе, реактивные сопротивления на переменном токе, что позволяет определять значения различных физических величин, функционально связанных с сопротивлениями (индуктивность, емкость, частота, температура, скорость движения газов, жидкостей и т. д.).