Приборы электродинамической системы

Приборы электродинамической системы применяют для измерения напряжения, тока или мощности в цепях переменного и постоянного тока. Действие электродинамических приборов основано на взаимодействии проводников с токами.

Прибор имеет неподвижную катушку с небольшим числом витков толстой проволоки и подвижную катушку с большим числом витков тонкой проволоки, размещенную внутри неподвижной катушки. На оси подвижной катушки укреплена стрелка и пружины, предназначенные для подведения тока и создания противодействующего момента. Нижний конец стрелки оканчивается поршнем воздушного успокоителя.

При прохождении тока по катушкам подвижная катушка поворачивается так, чтобы ее плоскость совпадала с плоскостью неподвижной катушки. Вместе с катушкой поворачивается стрелка и алюминиевая пластинка успокоителя. При вращении подвижной катушки спиральные пружины закручиваются и создают противодействующий момент. Указательная стрелка устанавливается в положение равновесия, когда вращающий и противодействующий моменты окажутся равными.

Угол поворота катушки (стрелки) пропорционален коэффициенту пропорциональности к, токам в катушках , и , где – угол сдвига токов по фазе и определяется по формуле . При .

В амперметрах измерения токов до 0,5А производятся при последовательном соединении катушек. При этом . Для измерения токов больше 0,5А катушки соединяются параллельно. Токи в катушках обратно пропорциональны их сопротивлениям: , откуда , в результате получаем . Обозначив , будем иметь . Следовательно, угол отклонения стрелки пропорционален квадрату силы тока в подвижной катушке, поэтому шкала приборов будет неравномерной.

В вольтметрах обе катушки соединяются последовательно. Кроме того, последовательно включается дополнительное сопротивление. Общее сопротивление прибора , а ток соответствует закону Ома: .

Угол отклонения стрелки в электродинамических вольтметрах пропорционален квадрату измеряемого напряжения.

В ваттметрах неподвижную катушку включают последовательно, а подвижную – параллельно. При этом угол отклонения стрелки пропорционален мощности, потребляемой нагрузкой . Электродинамические ваттметры имеют равномерную шкалу.

Достоинством электродинамических приборов является высокая точность, недостатком – большое потребление мощности и высокая стоимость.