Изучение электроизмерительных приборов (Лабораторная работа № 30), страница 3

Вращающий момент прибора пропорционален произведению токов катушек и изменению взаимной индуктивности катушек от угла их поворота. Магнитное поле катушек не усиливается никакими магнетиками, взаимодействие катушек происходит в воздухе, поэтому необходимо увеличивать число витков катушек. Поэтому приборы электродинамической системы имеют малую чувствительность и зависимость показаний от внешних магнитных полей.

При одновременном изменении направления тока в обеих катушках направление вращающего момента остаётся неизменным. Прибор пригоден для постоянного и переменного токов, причём шкала одинакова для обоих токов. Благодаря отсутствию стали в приборе не возникает гистерезиса и вихревых токов, поэтому классы точности высоки: 0,1; 0,2; 0,5.

При протекании синусоидальных токов, сдвинутых по фазе на угол j, вращающий момент зависит от  cos j :

где   I1    и  I2  - эффективные токи катушек. Поэтому приборы обладают фазочувствительным свойством.

Приборы плохо переносят перегрузки, изготовление их дорого, потребляют много энергии.

Другой разновидностью электродинамических приборов являются ферродинамические приборы – неподвижная катушка расположена на сердечнике  из магнито-мягкого материала. В этих приборах сердечник сильно увеличивает магнитный поток и, следовательно, возрастает вращающий момент системы прибора.  Приборы потребляют меньше энергии, лучше противостоят механическим воздействиям, меньше подвержены влиянию внешних магнитных полей. Но имеют невысокую точность, классы точности ниже  1,0   и  поэтому применяются как стационарные щитовые приборы.  Применение сердечников из сплавов  Fe –Ni типа  пермаллой позволяет повысить точность приборов до классов  0,5  и  0,2.

1.2.4 Индукционная система.

Приборы основаны на взаимодействии токов, индуктируемых в подвижной части прибора, с магнитными полями неподвижных электромагнитов. Подвижной частью прибора является диск 1 (или цилиндр) из электропроводящего материала (рис.1.4). Два электромагнита 2, между полюсами которых помещён диск, создают переменные магнитные поля, не совпадающие по фазе и по расположению в пространстве, то есть вращающееся магнитное поле.

 Последнее  наводит  в диске вихревые токи, которые создают  вращающий момент подвижной части прибора.  Вращающий момент пропорционален произведению магнитных потоков, частоте переменного тока;  sinj , где  j - сдвиг фаз между потоками, а также удельной проводимости материала диска. Максимальное значение  sinj  достигается посредством применения специальной схемы из реактивных и активных сопротивлений.

Индукционные системы чаще всего применяются  в счётчиках электрической энергии. Приборы пригодны для измерений в переменных токах одной определенной частоты, чувствительны к изменению температуры. Преимуществами являются сильный вращающий момент, независимость от внешних магнитных воздействий и устойчивость к перегрузкам.

1.2.5  Электростатическая система.

Приборы основаны на взаимодействии заряженных проводников. Они предназначены для измерений разности потенциалов, напряжений и электрических зарядов. Подвижной частью электростатического вольтметра является система подвижных пластин  А  и система не подвижных пластин В (рис. 1.5), то есть плоский конденсатор. Перемещение подвижной части связано с изменением  емкости конденсатора.

Рис.1.5

Вращающий момент равен производной от  электрической энергии электростатического поля  конденсатора по углу

где  С – ёмкость, Ф;   U – напряжение, В.

Противодействующий момент создаётся пружиной.

Изменение  знака напряжения не меняет знак вращающего момента: приборы пригодны для измерения постоянного и переменного напряжения.   Прибор практически не потребляет энергию.

1.3  ЛОГОМЕТРЫ