Знакомство с лабораторией электричества и магнетизма: Методическое пособие к лабораторной работе № 1, страница 4

Пределы измерений амперметров этой системы могут быть увели-чены, если для этого взять более толстые провода обмотки катушки. Применение шунтов для этих приборов затруднительно ввиду отностиельно большого сопротивления катушки, что не даёт возмож-ности осуществить температурную компенсацию сопротивлений шун-та и обмотки. Вольтметры этой системы изготовляются с добавочны-ми сопротивлениями.

Приборы электромагнитной системы могут применяться для из-мерения переменных токов и напряжений с частотой не выше 1000 Гц из-за возрастания тепловых потерь в ферромагнитном сердечнике.

Достоинством приборов электромагнитной системы является воз-можность измерения как постоянного, так и переменного токов; про-стота конструкции; механическая прочность; выносливость в отношении перегрузок.

К недостаткам приборов этой системы относятся: неравномер-ность шкалы; меньшая точность, чем у магнитоэлектрических прибо-ров; зависимость показаний от внешних магнитных полей.

в) Приборы электродинамической

системы

Принцип действия приборов электродинамической системы осно-ван на законах Ампера о взаимодействии параллельных токов, т.е. приборы этой системы отличаются от приборов магнитоэлектричес-кой системы тем, что магнитное поле создаётся не постоянным магни-том, а катушкой, питаемой измеряемым током.

В этих приборах внутри неподвижно закреплённой катушки может вращаться на оси подвижная катушка, с которой жёстко связана стрелка, перемещающаяся над шкалой. Противодействующий момент создаётся спиральными пружинами. Измеряемый ток проходит через обе катушки. В результате взаимодействия магнитного поля неподвижной катушки и тока подвижной, создаётся вращающий момент, под действием которого подвижная катушка стремится повернуться так, чтобы плоскость её витков стала параллельной плоскости витков неподвижной катушки, а их магнитные поля совпа-дали по направлению. Этому противодействуют пружинки, вследствие чего подвижная катушка устанавливается в положение, когда враща-ющий момент оказывается равным противодействующему.

Катушки в электродинамических приборах, в зависимости от наз-начения, соединяются между собой последовательно или параллельно. Если катушки прибора соединить параллельно, то он может быть ис-пользован как амперметр, у которого

где  I1 – ток в неподвижной катушке,

I2 ток в подвижной катушке.

Измеряемый ток  I = I1 + I2 .

Если же катушки соединить последовательно и присоединить к ним добавочное сопротивление, то прибор может быть использован как вольтметр, у которого

При изменении направления тока одновременно в обеих катуш-ках, направление вращающего момента не меняется, поэтому электро-динамические приборы пригодны для измерений в цепях постоянного и переменного тока. Они могут иметь такую же высокую точность, как и приборы магнитоэлектрической системы.

Электродинамические приборы применяются и в качестве ватт-метров и счётчиков для измерения мощности и расхода электрической энергии в цепи.

Достоинствами приборов электродинамической системы являют-ся: возможность измерений как на постоянном, так и на переменном токе; достаточно высокая точность. К недостаткам приборов этой сис-темы относятся: неравномерность шкалы у амперметров и вольтмет-ров; чувствительность к внешним магнитным полям; большая чувст-вительность к перегрузкам. Эти приборы применяются главным об-разом в качестве контрольных приборов для измерений в цепях пере-менного тока.

Кроме описанных, существует ещё целый ряд конструкций и систем электроизмерительных приборов. Вот некоторые из них: тепловая; индукционная; вибрационная; электростатичес кая; термоэлектрическая; детекторная; электронная и т.д.

§ 2. Многопредельные приборы

Измерительный прибор, электрическую схему которого мож-но переключать для изменения интервала измеряемой величины, называется многопредельным.

В случае амперметров изменение пределов достигается вклю-чением различных шунтов, в случае вольтметров – включением добавочных сопротивлений.