voltmetre electromagnetice și ammeters

Principiul de funcționare al dispozitivelor electromagnetice ale sistemului bazat pe interacțiunea câmpului magnetic generat de curentul într-o bobină fixă, cu un miez feromagnetic mobil, o bobina retractabil cu curent. Energia bobinei câmpului magnetic prin care curge I curent

Substituind energie Wem în ecuația generalizată scală (Formula 3.2) pentru mecanisme electromecanice obține

Dacă bobina curge curent alternativ i (t), apoi, datorită inerției mecanismului, există o medie de timp, adică putem scrie ecuația în formă de solzi

Prin definiție, valoarea actuală a curentului

și anume ecuația ia forma

Formula 3.6 că unghiul de rotație al părții mobile a mecanismului este proporțională cu valoarea curentă a curentului, adică, Aceasta nu depinde de direcția curentului. De aceea, dispozitivele electromagnetice sunt potrivite pentru măsurarea directă și curenți și tensiuni alternativ. Din cauza scalei (3.6), de asemenea, arată că amploarea acestor dispozitive sunt neliniare, iar liniarizare parțială se realizează prin selectarea unei forme speciale a miezului feromagnetic mobil.

Ampermetre. Mecanismul electromagnetic de măsurare bobina ampermetru inclus direct în pauza de circuit de curent de măsurare.

Panou fabricat cu ammeters o limită de măsurare portabile (de laborator) pot avea mai multe intervale de măsurare. Când această selecție limită se realizează prin comutarea secțiunilor bobina de lichidare, inclusiv în serie sau în paralel.

Shunts în aceste ammeters nu se aplică, deoarece bobina are o rezistență inerentă foarte scăzută.

transformatoare de curent instrumente utilizate în măsurarea variabilelor curenților mari (§ 3.2).

Când utilizați ampermetre în DC eroare apare pe nucleul histerezis magnetizare. Pentru a reduce acest miezuri de eroare realizate din materiale magnetice moi, cum ar fi Permalloy.

La schimbarea frecvenței curentului în eroare de frecvență ampermetru apare din cauza acțiunii curenților turbionari în miez și alte părți metalice ale mecanismului, penetrate de fluxul magnetic al bobinei.

Ampermetre disponibile comercial cu valori critice curente ale acțiunilor de Amperi la 200 A.

Pentru ampermetru conexiune indirectă prin transformatoare de curent frecvent utilizate ammeters 5 A.

Voltmeri. Dacă luăm în considerare faptul că dispozitivul curent prin bobina de înfășurare. unde U - tensiunea aplicată și ZPR - modulul impedanței, cu formula (3.6), obținem o ecuație pentru voltmetre electromagnetice scară

astfel voltmetre electromagnetice măsoară tensiunea de valoare efectivă, dar citirile lor depind puternic de frecvență, după cum bobina voltmetru are o inductanță mai mare decât ampermetru, pentru a crea cuplul necesar. Extinderea limitelor de măsurare se realizează cu ajutorul unui set de rezistențe suplimentare (§ 3.2), care cresc simultan voltmetre impedanță de intrare.

Avantajele generale ale dispozitivelor electromagnetice includ:

- capacitatea de a rezista la sarcini ridicate;

- adecvat pentru utilizare în curent continuu și de curent alternativ;

- Consumul de mare putere proprie (unități W);

- puternică influență a câmpurilor magnetice externe, deoarece bobina câmp mic cu curent, ca într-un solenoid fără miez.

Principiul de funcționare al dispozitivelor electrodinamice se bazează pe interacțiunea dintre domeniile de două bobine cu curenți, dintre care unul este staționar.

energia electrocinetică a două bobine cu curenți

unde L1 și L2 - inductanță fixe și bobine mobile, I1 și I2 - curenții din aceste bobine, - inductivitatea mutuală a bobinelor.

Din unghiul de rotație depinde doar de inductanță mutuală M, în timp ce, având în vedere formula (3.2), obținem o ecuație în formă de solzi

și anume mecanismul sistemului electrodinamică este în principiu multiplică dispozitivul electromecanic.

În cazul în care curenții bobina flux variabile, cum ar fi sinusoidală

scara ecuației poate fi scrisă ca

unde j = j1 - J2 - unghiul de fază dintre curenții din bobine.

astfel unghi de deviație aceste mecanisme sub curentii variabile i1 și i2 depinde de produsul curenților și diferența lor de fază. Acest lucru permite utilizarea instrumentelor electrodinamice ale sistemului nu numai ca ampermetre și voltmetre, wattmetre dar, de asemenea, ca, dar folosind două cadre mobile conectate între ele la un unghi (Logomere) - ca contoarele de fază.

Ampermetre. Bobinele ampermetru pot fi conectate în serie (fig. 3.8) sau în paralel. Conectarea în paralel este utilizat în ammeters curenti relativ mari (până la 10 A).

Conexiunea serie este utilizată în milliammeter și ampermetru la 0,5 A. Acești curenți nu sunt capabile de a deteriora arcul parcurs de curent subțire.

Circuitul serie de I1 ampermetru = I2 = I, # 966; 1 - # 966; 2 = 0, ecuația pentru scara de curenți alternativi (3.8) se reduce la

și anume cu condiția ca unghiul de rotație al săgeții dependente quadratically de curentul care curge în colaci. În consecință, curentul care urmează să fie măsurat valoarea curentă. Cu toate acestea, scara nelineară și pentru liniarizarea forma selectată și amplasarea bobinelor, astfel încât să nu rămână constantă și în mod substanțial independent de unghiul dintre bobine mobile și staționare.

Într-o paralelă ammeters schemă I1 = k1 I și I2 = k2 I, iar diferența de fază de la zero este de asemenea prevăzută instalarea inductanțe suplimentare în circuitele principale bobinelor. ampermetre electrodinamice au erori de frecvență, deoarece impedanța totală depinde de frecvența curentă. Cu toate acestea, în prezent este instrumentele cele mai precise de măsurare a variabilelor curenților de frecvență industrială, de la 10 mA până la 10 A.

Voltmeri. Pentru a mări rezistența internă a celor două bobine în voltmetri numai comutată secvențial cu Rdob rezistență suplimentară (fig. 3.9), reduce curentul prin dispozitiv. Când conexiunea serie de serpentine I1 = I2 = I, cu dispozitivul rezistența totală a circuitului Zp = Z1 + Z2 + Rdob. cu formula (3.7), scala ecuației voltmetru devine

Ca și în cazul ampermetre, schimbări de luare scară aproape uniformă caracter în voltmetre.

De obicei, Voltmeri mnogopredelnymi efectuate folosind rezistențe suplimentare. Folosit pentru măsurarea tensiunii directe până la 600 V.

transformatoare de măsură de tensiune (§ 3.2) utilizate în măsurarea tensiunii ridicate.

Voltmetre electrodinamice au o eroare de frecvență care poate fi calculat cu formula

unde # 948; f - eroare frecvență relativă la o frecvență f, # 964; = LV / RV - instrument permanent, LV - bobina totală inductanță, RV - voltmetru totală rezistență Rdob luând în considerare.

O frecvență de corecție și de compensare a erorii de frecvență (# 948; f = 0) la frecvența. în cazul în care Muffins - capacitate, conectate în paralel cu scalare rezistor.

Vattmetri. La construirea wattmetru folosind faptul că unghiul de deviere este proporțională cu produsul dintre mecanismul curentilor electrodinamice din bobinele (vezi Eq. 3.7).

Fig. 3.10 arată că circuitul wattmetru a bobinele cu schimbarea puterii consumate de sarcină ZL. Acesta oferă o multiplicare a curentului și I1 = IH. Bobina mobilă este conectată în paralel ca un voltmetru și un ampermetru ca secvențial fix. Având în vedere această ecuație pentru wattmetrul scară

în cazul în care ZV - impedanta bobina de volți, cos # 966; - unghiul de fază între curent și tensiune în sarcină.

Ecuația scală wattmetru este liniară, iar ieșirea va fi proporțională cu puterea activă. Clasele mnogopredelnyh laborator watmetre precizie suficient de mare (0,2, 0,1). Gama de puteri măsurate de la câteva wați până la câteva kilowați. Măsurătorile pot fi efectuate atât la curent constant și la curenți de frecvență de putere.

Erori wattmetru electrodinamic apar datorită influențelor de temperatură și prezența câmpurilor magnetice externe. Odată cu creșterea frecvenței de câteva sute de hertzi pentru a deveni semnificative ca erorile de frecvență cauzate de creșterea bobinele reactanța inductivă care conduc la o scădere a cuplului.

Pentru a crește sensibilitatea și descrește influența câmpurilor magnetice externe poate avea o bobină fixă miez magnetic moale, care este plasat între polii bobinei mobile. De asemenea, dispozitivele sunt numite ferrodynamic.

Electrodinamice raportul de metri. Mecanismele de măsurare-ically Logomere partea pe care-mobil este îndeplinit sub forma a două bobine rigid interconectate plasate în interiorul unei bobine fixe cu un curent I. Prin deplasarea înfășurări bobina curge curenții I1 și I2. care sunt alimentate de o bandă metalică, aproape nici un contra-un cuplu (Fig. 3.11).

Generate de Cuplurile de influența unei bobine fixe cu un curent I la câmpurile magnetice ale bobinelor se deplasează cu curenții I1 și I2. oppositely regia. astfel timp de prima bobină - cuplul, a doua oară - opoziție. Ecuația scală devine

să asigure egalitatea dacă I1 = I2 modulo, scara instrumentului poate fi calibrat în # 966; sau cos # 966;. Astfel de dispozitive sunt utilizate pentru a masura cos # 966; - metri fază pentru măsurarea frecvenței - contoare de frecvență. Acestea din urmă folosit dependența unghiului de deviație de la raportul de rezistență în lanțuri de cadre mobile, adică, . Dacă, de exemplu, I2 de frecvență nu zivisit, apare rezonanță datorită schimbării Z1 adăugarea unui condensator într-un circuit mobil înfășurare. În consecință scara dispozitivului poate fi calibrat în unități de frecvență, ca .

cymometers electrodinamice disponibile pentru măsurarea frecvenței într-un interval îngust (45-55, 450-550 Hz), precizia 1, 1.5. Fazometri - sub forma de dispozitive portabile cu gama de măsurare a unghiului # 966; 0 0 90 0 și cos # 966; la 0 la 1 pentru inductive și capacitive sarcini, clase de precizie 0,2, 0,5.