тема Принцип работы основан на взаимодействии тока протекающего по обмотке подвижной катушки с ма



Работа добавлена на сайт TXTRef.ru: 2019-09-03

Краткое описание приборов и их принципа действия

  1.  Магнитоэлектрическая система 

Принцип работы основан на взаимодействии тока, протекающего по обмотке подвижной катушки, с магнитным полем постоянного магнита.

Основные детали: постоянный магнит и подвижная катушка(рамка), по которой проходит ток, пружины.

При прохождении тока через рамку возникает вращающий момент, под действием которого подвижная часть прибора поворачивается вокруг своей оси на некоторый угол φ.

Вращающий момент приборов магнитоэлектрической системы прямо пропорционален силе тока:

Mвр.= k1 · I,

где: k1= B · S · n, B – магнитная индукция поля постоянного магнита, S – площадь катушки, n – число витков катушки.

Противодействующий момент создается спиральными пружинами и пропорционален углу поворота рамки:

Mпр.= k2 · φ ,

где k2 - коэффициент, характеризующий упругие свойства пружины.

При равновесии подвижной части прибора вращающий момент равен противодействующему. Из этого условия равновесия для приборов магнитоэлектрической системы φ  I, и поэтому их шкалы равномерны.

Поворачиваясь, катушка отклоняет стрелку прибора. Магнитоэлектрические приборы служат только для измерения постоянного тока и напряжения, так как направление поворота рамки зависит от направления тока в ней. Если по катушке пропустить переменный ток частотой 50 Гц, то направление вращающего момента станет меняться сто раз в секунду, подвижная часть не будет успевать за током и стрелка не отклонится. Приборы данной системы пригодны для использования в цепях постоянного тока.

Достоинства магнитоэлектрической системы

  1.  высокую точность и чувствительность;
  2.  малое потребление энергии.

Недостатки магнитоэлектрической системы

  1.  сложность конструкции;
  2.  чувствительность к перегрузкам;
  3.  возможность измерять только постоянный ток (без дополнительных средств).
  4.  Электромагнитная система 

Принцип работы основан на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки с сердечником из ферромагнитного материала, внесенного в это поле.

Основные детали: неподвижная катушка и подвижный сердечник из ферромагнетика.

Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора, пропорционален квадрату силы тока:

Mвр.= С · I 2,

где С – коэффициент, зависящий от числа витков катушки, материала, формы сердечника и его положения относительно подвижной части. При равновесии подвижной части прибора угол поворота оказывается пропорционален квадрату тока. Вследствие этого шкала приборов электромагнитной системы неравномерна. Вследствие квадратичной зависимости направление отклонения стрелки прибора не зависит от направления тока, и, следовательно, могут применяться в цепях как постоянного, так и переменного токов.

Достоинствами электромагнитных приборов являются: пригодность для постоянного и переменного токов, простота конструкции, малая чувствительность к перегрузкам, возможность изготовления для измерения больших токов без применения дополнительных устройств и сравнительно невысокая стоимость.

К недостаткам этих приборов относятся: неравномерность шкалы, зависимость точности показаний от внешних магнитных полей и сравнительно малая точность.

  1.  Электродинамическая система 

Принцип работы основан на взаимодействии двух катушек(рамок), по которым течет ток. Одна из них неподвижна, а другая подвижна. Перемещение катушек относительно друг друга обусловливается тем, что проводники, по которым протекают токи одного направления, притягиваются, а с токами противоположных направлений – отталкиваются.

Вращающий момент, действующий на подвижную катушку, пропорционален произведению силы тока в подвижной Iп и неподвижной Iн катушках:

Mвр.= С · I п · Iн ,

где С – коэффициент, зависящий от числа витков катушек, размеров и формы катушек и их взаимного расположения. Из условия равновесия несложно определить, что угол поворота стрелки пропорционален токам, протекающим через катушки и шкалы амперметра и вольтметра электродинамической системы неравномерны, а для ваттметров равномерны. они применяются главным образом как лабораторные приборы переменного тока в качестве амперметров, вольтметров и ваттметров.

Достоинствами электродинамических приборов являются: возможность применения в цепях постоянного и переменного токов, высокая чувствительность и сравнительно большая точность приборов.

Недостатки: неравномерность шкалы, чувствительность к внешним магнитным полям и перегрузкам, а также сравнительно высокая стоимость.

  1.  Электростатическая система 

Принцип работы основан на действии электростатического поля, созданного между двумя неподвижными электродами, на подвижный электрод.

Когда к неподвижным электродам приложено напряжение, подвижный электрод стремится расположиться так, чтобы электроемкость была наибольшей, вследствие чего подвижная часть отклоняется от первоначального положения. Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора, пропорционален квадрату напряжения. Вследствие этого шкала приборов электростатической системы неравномерна.

К достоинствам приборов электростатической системы относятся: широкий частотный диапазон, ничтожное потребление энергии, независимость показаний от внешних магнитных полей.

К недостаткам следует отнести низкую чувствительность, невысокую точность, необходимость экранирования измерительного механизма от влияния внешних электрических полей.

Приборы электростатической системы в основном используются в лабораторной практике для измерения напряжений в высокоомных цепях на частотах от нескольких герц до нескольких мегагерц.

Другие работы

правовом статусе политикотерриториальных обра...


Есть основания для суждения о косвенном признании определенного международноправового статуса субъектов федерации как предпосылки их международно...

Подробнее ...

На первом этапе он подготовил 4 списка включ...


На первом этапе он подготовил 4 списка включивших 175 ldquo;лидеровrdquo; городской общности. Экспертов попросили назвать по 10 наиболее влиятел...

Подробнее ...

Амниота ~ жаберного дыхания нет.


Какие особенности организации отличают Бесчелюстных от Челюстноротых Бесчелюстные ? нет челюстей рот сосущего типа нет парных конечностей непарн...

Подробнее ...

СПб.- РХГИ 1997. Русский путь


МЕРЕЖКОВСКИЙ Чехов и Горький Максим Горький: pro et contr Вступ. I Если бы теперь когда для России наступает страшный суд истории русская интелли...

Подробнее ...