Меры электрических систем. Эквивалентная схема. Магнито-электрические механизмы. Измерение токов и напряжений приборами магнитоэлектрической системы, страница 3

Рассчитаем его величину для данного прибора:

 

 

R_д чаще выполняется из манганина в виде катушки. R Подгоняется с высокой точностью.

Измерение токов

Необходимо этим же механизмом измерить ток равный 5 А.

Для измерения таких токов в цепь включается очень маленькое сопротивление называемое шунтом. Выбор шунта: из условий падения напряжения на нем при заданном измеряемом токе не должно превышать измеряемого напряжения данным прибором.

U_max = 0,5    I_{max заданное} = 5 А

R_ш - ?

Задача.

Необходимо измерить ток 500 А М.Э. механизмом: R_р = 50 Ом, I_max = 10мА.

U_доп = I_max × R_р = 0,01 × 50 = 0,5 В

 

Механизм электромагнитной системы

Принцип действия заключается во взаимодействия магнитного поля созданного измеряемым током в неподвижной катушке с одним или несколькими парамагнитными сердечниками на подвижной оси. Сердечники обычно экстрентичной формы

1.  Сердечник

2.  Успокоитель

3.  Ось

4.  Спиральная пружина

5.  Катушка

6.  Стрелка

Измерительный механизм состоит из: катушки 5 на которой намотан провод во внутренний зазор которой втягивается при протекание измеряемого тока сердечник 1. Сердечник 1 выполняется из магнито мягкого ферромагнитного материала с высокой проницаемостью (малая коэрцитивная сила). Сердечник закреплен на оси 3 реже на растяжках, противодействующий момент создается спиральной пружиной 4 или растяжками.

При протекание разного тока через катушку, появляется магнитное поле, которое взаимодействует с сердечником и создает на оси вращающий момент. При втягивание сердечника индуктивность катушки увеличивается и этот момент возрастает. Поэтому будем рассматривать состояния поля при мгновенном значение тока.

Энергия магнитного поля:

Где W_max - энергия магнитного поля

L - индуктивность катушки при данном токе,

 тогда М_вр, который передается на ось, будет равен

 

в конечном итоге передаточная функция механизма выглядит таким образом:

 

где К – коэффициент, учитывающий свойства материала и геометрической характеристики пружины;

L – индуктивность катушки;

I – действующие значение тока.

Если нет особых отметок на шкале приборов следует учитывать что прибор измеряет действующие значение измеряемой величены тока или напряжения. Очевидно, что шкала прибора не равномерна.

Приблизительно равномерности шкалы можно добиться изменением формы сердечника, а также формы катушки.

I12

Логометр электромагнитной системы, у которого α есть функция отношения квадратов токов

 

Этот прибор отличается наличием двух плоских катушек расположенных по обе стороны оси, а также двух сердечников закрепленных на них.

При протекание токов по двум катушкам угол отклонения стрелки будет пропорциональным разности моментов действующих на эту ось.

Электромагнитный амперметры и вольтметры

В амперметрах весь измеряемый ток проходит по катушкам измеряемого механизма. Изменение в пределах измерения токов осуществляется применением различного сечения провода катушки, а также изменением числа витков. Максимально измеряемые токи до 100 А. При этом катушка имеет 1 виток из толстой медной шины. Большие токи измерять не целесообразно из-за внешних полей образующихся вокруг тока подводящихся проводов, а также из-за погрешностей прибора.

В много предельных приборах катушки выполняются секционно, т.е. на одном каркасе выполняются несколько катушек которые могут включаться в различных последовательных – параллельных комбинациях

В вольтметрах Э.М. системы для измерения напряжения есть два пути:

1.  Намотка катушки осуществляется тонким проводом с большим количеством витков;