2. Электромагнитные приборы

В основе устройства электромагнитного прибора лежит явление взаимодействия магнитного поля катушки и намагниченного ею куска железа.

Схема устройства этого прибора показана на рисунке 4.

Железная пластина B помещена вблизи катушки A. При пропускании по катушке тока пластина втягивается в катушку, поворачивая стрелку C. Цилиндр D, в котором движется поршень E, служит для успокоения колебаний стрелки.

Связанная с осью пластины B пружина, закручиваясь, создаёт противодействующий момент.

Рис.2 Схема устройства электромагнитного прибора

Рис.3 Внешний вид щитового амперметра

Приборы электромагнитной системы могут применяться для измерений в цепях постоянного и переменного тока, они имеют неравномерную шкалу. На лицевой стороне этого прибора указан условный знак прибора, могущего работать и на постоянном, и на переменном токе – прямая черта и синусоида. Условное обозначение электромагнитной системы – прямой электромагнит.

Ваттметр демонстрационный

Ваттметр демонстрационный предназначен для измерения активной мощности переменного тока при проведении демонстрационных опытов в средней школе.

Прибор служит наглядным пособием для изучения устройства и действия прибора ферродинамической системы.

Прибор позволяет производить измерения мощности при силе тока до 1А и до 5А.

Предлагаемые к прибору сменные добавочные сопротивления дают возможность пользоваться ваттметром при напряжении до 30В, 150В, и до 300В.

С учётом указанных пределов по силе тока и напряжению ваттметр имеет следующие пределы измерения мощности:

Предел по силе тока, А	Предел по напряжению, В	Предел измерения Мощности, Вт
1	30	30
1	150	150
1	300	300
5	30	150
5	150	750
5	300	1500

Погрешность измерения 5%

Рабочее положение ваттметра вертикально.

Устройство прибора

Ваттметр демонстрационный (рис. 1) состоит из следующих основных частей: измерительного механизма ферродинамической системы M, сменных добавочных сопротивлений C, смешанных шкал Ш. Прибор смонтирован в пластмассовом футляре, лицевая сторона которого застеклена. Это позволяет учащимся видеть шкалу, стрелку и устройство измерительного механизма.

Снизу на лицевой стороне футляра установлены 5 зажимов. Три зажима верхнего ряда обозначены *I, 1А, 5А. Два зажима нижнего ряда обозначены *V и V. Зажимы, отмеченные звёздочкой, являются генераторными.

Зажимы верхнего ряда служат для включения прибора последовательно в измеряемую цепь. Зажимы нижнего ряда служат для включения прибора параллельно измеряемой цепи. К зажиму, обозначенному «V», подключают добавочные сопротивления.

Для наглядности головки зажимов верхнего ряда отличаются по цвету от головок зажимов нижнего ряда.

В крышке футляра имеются три прямоугольных паза.

Передний паз предназначен для установки рабочей шкалы, остальные – для хранения двух свободных шкал, не используемых при данном измерении.

В комплект прибора входят две двусторонние и одна односторонняя шкала. Они соответствуют пределам измерения мощности: 30, 150, 300, 750 и 1500 Вт. Каждая шкала разделена на 15 делений.

Внутри прибора укреплена дополнительная фоновая шкала.

На обратной стороне фоновой шкалы имеются 15 равномерных делений. Крайние отметки соответствуют началу и концу рабочих шкал. Это позволяет преподавателю следить за расположением стрелки прибора через застеклённую заднюю стенку футляра.

На этой же стенке расположена головка корректора, вращая которую устанавливают стрелку прибора в исходное нулевое положение.

В нижней части футляра имеется выдвижной ящик, предназначенный для хранения сменных добавочных сопротивлений.

Рис. 4 Демонстрационный ваттметр

Электрическая СХЕМА ваттметра показана на рисунке 5.

Сопротивление R_ш служит для подгонки (при сборке прибора) номинального тока параллельной цепи ваттметра – 10 мА.

ПРИМЕНЕНИЕ ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ВАТТМЕТРА

Демонстрационный ваттметр градуирован для измерения активной мощности переменного тока. Поэтому его основное назначение – измерение мощности при активных нагрузках в цепи однофазного переменного тока промышленной частоты (50 Гц).

Наличие сердечника из ферромагнитного материала вызывает дополнительные погрешности в зависимости от характера нагрузки (от cos ).

Рис. 5 Электрическая схема ваттметра.

При проведении демонстрационных опытов с цепями переменного тока, включающих или индуктивности, или ёмкости, следует иметь в виду относительно большую погрешность измерения. Показания прибора при этом могут быть использованы только для качественной характеристики демонстрируемого явления, а не для количественного обоснования физического закона.

Ещё более значительной является погрешность ваттметра при его включении в цепь постоянного тока. Из-за влияния остаточного магнетизма при постоянном токе замечается зависимость показания прибора от предыдущего магнитного состояния магнитопровода. Вследствие этого влияния подвижная часть прибора (рамка), включенная под напряжение, будет отклонятся при отсутствии тока в неподвижной катушке ваттметра.

Поэтому демонстрационным ваттметром нельзя производить измерения мощности постоянного тока.