4.5.2. Области применения, достоинства и недостатки

Приборы электродинамической системы могут применяться как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока. Шкала приборов неравномерная. Характер шкалы зависит от формы катушек и их взаимного расположения. Изменяя множитель dM_1,2/d, можно улучшить шкалу так, что в начале шкалы будет иметь место неравномерность, а далее шкала будет практически равномерной. Электродинамические ваттметры имеют практически равномерную шкалу, амперметры и вольтметры - равномерную шкалу, начиная с 15-20 % ее номинального значения.

Электродинамические приборы применяют в качестве: ваттметров постоянного тока и однофазных, трехфазных, малокосинусных ваттметров переменного тока, амперметров и вольтметров переменного и постоянного токов. Электродинамические логометрические измерительные механизмы применяются в фазометрах, частотомерах, фарадомерах. Выпускаются комбинированные приборы - ампервольтваттметры [6].

Электродинамические амперметры выполняются по двум схемам, показанным на рис. 4.10 а и 4.10 б.

Последовательное соединение катушек (рис. 4.10 а) используется в амперметрах, предназначенных для измерения малых токов (до 0,5 А). Так как = 0 и I₁ = I₂ = I, уравнение преобразования амперметра сводится к виду

 = I²(dM_1,2/d)/W. (4.13)

В параллельной схеме (рис. 4.10 б), которая используется при больших токах (до 10 А), подбором индуктивностей L₁, L₂ и резистора R в цепях катушек задаются токи I₁ = k₁I; I₂ = k₂I и разность фаз=0. Уравнение преобразования амперметра будет иметь вид

 = k₁k₂.I²(dM_1,2/d)/W. (4.14)

Для выполнения электродинамического вольтметра последовательно с катушками, соединенными по схеме (рис. 4.10 а), включается добавочный резистор R_Д, как показано на рис. 4.10 в. Уравнение преобразования вольтметра имеет вид

= [U²/(R²W)](dM_1,2/d), (4.15)

где R = R_Д + R_V- общее сопротивление цепи.

Рис. 4.10

Наиболее важной группой электродинамических приборов являются ваттметры. На рис. 4.12 г представлена простейшая схема однопредельного электродинамического ваттметра.

Учитывая, что I₁= I_Н и I₂= U/(R₂+ R_Д), уравнение преобразования электродинамического ваттметра постоянного тока может быть записано в виде

= [1 /W(R₂+ R_Д)]I_HU dM_1,2/d) =[1 /W(R₂+ R_Д)]P dM_1,2/d. (4.16)

На переменном токе уравнение преобразования

= [1 /(W(R₂+ R_Д))]I_HUcosdM_1,2/d= [1 /(W(R₂+ R_Д))]^.Р_аdM_1,2/d, (4.17)

где - угол сдвига фаз между приложенным напряжением U и током I_H в нагрузке R_Н; R₂– сопротивление параллельной катушки; Р_а- активная мощность нагрузки.

Из выражений (4.16), (4.17) видно, что шкала ваттметров равномерная.

Основными достоинствами электродинамических приборов являются: возможность использования в цепях как постоянного, так и переменного токов; возможность градуировки на постоянном токе; высокая стабильность показаний во времени; высокий класс точности (например, выпускаются электродинамические амперметры и миллиамперметры, вольтметры, однофазные ваттметры класса точности 0,05, частотомеры - класса 0,5). Высокая точность приборов обусловлена отсутствием в них, в отличие от других электромеханических приборов, ферромагнитных элементов.

В качестве недостатков таких приборов можно отметить следующие: влияние внешних магнитных полей и механических воздействий; большую мощность потребления. По чувствительности электродинамические приборы уступают магнитоэлектрическим. Однако применение растяжек и светового указателя позволяют уменьшить собственное потребление мощности (имеются миллиамперметры с током полного отклонения 1 мА).