Принцип действия приборов всех систем

Магнитоэлектрическая система. В приборе магнитоэлектрической системы измеряемый ток пропускают через рамку 6, помещенную в магнитное поле постоянного магнита 5 (рис. 4.2). Рамка 6 укреплена на растяжках на оси 2. Стальная ось 2, для уменьшения силы трения, опирается на подпятники 1, изготовленные из синтетического камня (агата, корунда, рубина).

Рис. 4.2

Измеряемый ток подводится к рамке через спиральную пружину 3. При пропускании измеряемого тока через рамку на участки проводников рамки, расположенные перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, действует сила Ампера. Если бы подвижная часть измерительного механизма не имела пружины 3, противодействующей ее повороту, то при пропускании тока через рамку происходил бы поворот до 180° независимо от силы тока. Однако силы упругости, возникающие при закручивании пружины или растяжки, препятствуют повороту рамки. Сила упругости прямо пропорциональна углу закручивания пружины. Угол поворота, при котором наступает равенство момента силы Ампера, вызывающей поворот рамки, и момента силы упругости, возвращающей рамку в исходное положение, оказывается пропорциональным силе тока в рамке. Стрелка, закрепленная на растяжке, показывает значение силы тока или напряжения.

Шкала прибора магнитоэлектрической системы равномерная.

Для устранения колебаний стрелки при изменении подаваемого тока или при включении прибора, применяются специальные демпферы. В них для торможения подвижной системы используется тонкая алюминиевая пластина 7, помещенная между полюсами постоянного магнита 8 и закрепленная на оси вращения подвижной системы. При повороте подвижной системы, алюминиевая пластина успокоителя движется в магнитном поле постоянного магнита. Наводимые в ней при этом индукционные токи тормозят вращение пластины и вместе с тем вращение всей системы электроизмерительного прибора.

Для того чтобы при любом положении указательной стрелки 4 подвижная часть была уравновешена в поле тяжести, имеются противовесы 9. Установка на нулевое деление шкалы производится с помощью корректора 10.

Приборы магнитоэлектрической системы могут применяться для измерения силы тока, напряжения в цепях постоянного тока.

Подвижные части приборов других систем имеют аналогичное устройство, только вращение их вызывается другими способами.

Э

Рис. 4.3.

лектромагнитная система. В приборах электромагнитной системы измеряемый ток пропускается через неподвижную катушку, а вращение системы вызывается втягиванием в эту катушку стального сердечника, связанного с подвижной системой (рис. 4.3).

Электродинамическая система. В приборах электродинамической системы измеряемый ток пропускают через две катушки, из которых одна неподвижная, а другая входит в подвижную систему. Поворот подвижной системы вызывается взаимодействием токов в этих катушках (рис. 4.4).

В

Рис. 4.4.

электродинамическом приборе (амперметре, вольтметре) катушки включаются последовательно, поэтому вращающий момент пропорционален квадрату силы тока в рамках. Шкала таких приборов неравномерна.

В электродинамическом ваттметре неподвижную катушку включают в цепь последовательно, а подвижную (катушку напряжения) - параллельно потребителю энергии. Вращающий момент тогда будет пропорционален мощности тока. Шкала ваттметра равномерная. Может использоваться в цепях как переменного, так и постоянного тока.

Электростатическая система. В приборах электростатической системы перемещение измерительной системы происходит под действием энергии электрического поля системы двух или нескольких электрически заряженных проводников (рис. 4.5.). Поворот стрелки в приборах этой системы пропорционален разности потенциалов между системами подвижной и неподвижной пластин. Перемещение подвижной части связано с изменением емкости системы. Распространены два вида механизмов: изменение емкости в одних осуществляется за счет изменения активной площади электродов, а в других - за счет изменения расстояния между э

Рис. 4.5.

лектродами. Первые приборы используются в щитовых и переносных вольтметрах, позволяют измерять напряжение до нескольких сотен вольт. Вторые приборы используются в щитовых киловольтметрах.

Эти приборы не потребляют тока, т.е. не являются дополнительной нагрузкой, как приборы другой системы. Но позволяют измерять только напряжение.