Міністерство освіти і науки україни

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

ФІЗИКА

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт

для студентів усіх спеціальностей

денної та заочної форм навчання

Розділ “ Електростатика та постійний струм^”

СХВАЛЕНО

на засіданні

кафедри фізики

Протокол №6

від 09.11.04 р.

Київ НУХТ 2004

Фізика: Метод. вказівки до викон. лаборатор. робіт для студ. усіх спец. ден. та заоч. форм навч.- Розд. “ Електростатика та постійний струм ” / Уклад.: А.М. Король, С.В. Баглюк, П.О. Вознюк та ін. – К.: НУХТ, 2005. – … с.

Рецензент В.Є. Носенко, канд. фіз.-мат. наук

Укладачі: А.М. Король, д-р фіз.-мат. наук

С.В. Баглюк, канд. фіз.-мат. наук

П.О. Вознюк, канд. фіз.-мат. наук

Б.І. Вербицький, канд. техн. наук

В.С. Зубченко, канд. фіз.-мат. наук

С.М. Котікова

Ю.П. Луцик, канд. техн.. наук

Н.В. Медвідь, канд. фіз.-мат. наук

І.Я. Романовський, д-р техн. наук

Відповідальний за випуск А.М. Король, д-р фіз.-мат. наук, проф.

Системи найпоширеніших електровимірювальних приладів

В основу дії електровимірювальних приладів покладено виникнення електричних або магнітних взаємодій між різними конструкційними частинами вимірювальної системи. Залежно від того, яке явище використано у приладі, існують такі системи приладів: магнітоелектрична, електромагнітна, електродинамічна, індукційна, електростатична та ін.

Магнітоелектрична система ґрунтується на взаємодії постійного магнітного поля магніту та вимірюваного струму котушки, яка обертається навколо осі разом з прикріпленою стрілкою приладу (рис. 1). Струм до котушки підводиться через дві спіральні пружинки. При проходженні струму через котушку на неї діє обертальний момент, пропорційний силі струму.

Лінійна залежність кута повороту котушки від сили струму забезпечує рівномірність шкали приладу.

Магнітоелектричні прилади мають високу точність. Їхніми недоліками є: придатність для вимірювань тільки постійного струму, значна чутливість до перевантажень.

Робота приладів електромагнітної системи ґрунтується на взаємодії магнітного поля вимірюваного струму та металевого феромагнітного осердя (рис. 2).

Вимірюваний струм іде по нерухомій котушці 4, в яку втягується рухоме осердя 3 на осі, на якій закріплена стрілка-покажчик. Протидійний момент повороту осердя створює пружинках 1. Згасання коливань забезпечує заспокоювач 2.

Прилади електромагнітної системи придатні як для постійного, так і змінного струмів невисокої частоти, стійкі до перевантажень. Їхні недоліки: відносно мала точність, нерівномірність шкали, залежність показань від зовнішніх магнітних полів.

Робота приладів електродинамічної системи основана на взаємодії магнітних полів двох котушок зі струмами (рис. 3). Одна з котушок k₁ є нерухома, в ній розміщена рухома котушка k₂ на осі, до якої прикріплено стрілку-покажчик. Вимірюваний струм підводиться в рухому котушку через дві спіральні пружинки П.

Рухома і нерухома котушки сполучаються залежно від призначення приладу послідовно або паралельно. Так в амперметрі вони сполучаються паралельно, у вольтметрі  послідовно, у ватметрі нерухома котушка підімкнена в коло послідовно, а рухома  паралельно споживачу.

Прилади електродинамічної системи характеризуються високою точністю, придатні як для постійного, так і для змінного струмів. Їхні недоліки: нерівномірність шкали, чутливість до перевантажень, залежність показань від зовнішніх магнітних полів.

Робота приладів індукційної системи ґрунтується на взаємодії струмів, які індукуються змінним магнітним полем в рухомих та нерухомих частинах приладу. Так побудовані лічильники електроенергії для змінного струму.

У приладах електростатичної системи рухома частина механізму переміщується силами електростатичної взаємодії між двома або кількома електрично зарядженими провідниками.

Відхилення рухомої частини в цих приладах на противагу приладам всіх інших систем залежить не від сили струму, що проходить через них, а лише від напруги, прикладеної до їх затискачів. Це вольтметри, електрометри, електричні зонди, електроскопи.

Прилади електростатичної системи придатні як для постійної, так і змінної напруг, зокрема на високих частотах. Ці прилади характеризуються відсутністю споживання активної потужності; на їх показання практично не впливають зовнішні магнітні поля, температура навколишнього середовища, частота зміни прикладеної напруги; у них порівняно невелика похибка вимірювань – близько 1,5 %, незначна чутливість до перевантажень. Їхні недоліки: нерівномірна шкала, необхідність встановлення вертикально чи горизонтально.

Для добору потрібних приладів та відповідно правильного їх вмикання слід знати їхні основні характеристики, які наводять на шкалі за певними умовними позначеннями:

Знак	Що означає
	Магнітоелектрична система
	Електромагнітна система
	Електродинамічна система
	Індукційна система
	Електростатична система
—	Для постійного струму
~	Для змінного струму
	Для постійного струму і змінного струму
┴,↑	Шкала приладу встановлюється вертикально
	Шкала приладу встановлюється горизонтально
	Ізоляція приладу випробувана напругою 2кВ.
1,5	Клас точності 1,5.