Изучение приборов электромагнитной системы

Изучая устройство при­боров электромагнитной системы, следует обратить внимание на конструкцию воздушного успокоителя, на способ установки его, допускающий регулиров­ку положения камеры ус­покоителя относительно поршня, на устройство корректора и неравномерность шкалы.

После сборки схемы определить токи в участках и напряжения на них. По этим напряжениям и вольтметру подобрать добавочное сопротивление к нему.

После проверки цепи преподавателем подключить ее к источ­нику тока и измерить токи и напряжения в участках и во всей цепи. Подсчитать мощности в участках и во всей цепи по показа­ниям приборов. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.

Проверить уравнение P = P₁ + P₂ +Р₃ + Р₄ и при наличии расхождений объяснить, чем они вызваны.

Объяснить назначение воздушного успокоителя и механизма астатического устройства.

Почему в приборах электромагнитной системы направление вращающего момента не зависит от направления тока, протекаю­щего через прибор

Дополнительный материал к работе

Измерительные приборы электромагнитной системы. Принцип действия приборов электромагнитной системы основан на явлении втягивания стального сердечника в катушку с током.

Рис. 18. Измерительный прибор электромагнитной системы:

а — Принцип действия; б — схема устройства; в -схема устройства астатического механизма.

В большинстве случаев стальной сердечник представляет собой диск, укрепленный на оси эксцентрично, а катушка выполняется плоской с отверстием щелевидной формы (рис.18,а и б). При прохождении тока по катушке сердечник намагничивается и втя­гивается в нее. Возникающая при этом сила F вызывает образо­вание вращающего момента, и подвижная система поворачивается. Пружина подобрана так, что угол поворота подвижной системы пропорционален вращающему моменту, причем последний, в свою очередь, пропорционален квадрату силы тока в катушке:

М_вр = КI²

где К — некоторый коэффициент пропорциональности.

Из этого уравнения следует, что шкала прибора квадратичная, но, меняя форму сердечника и его расположение, можно добиться равномерности шкалы в рабочей ее части.

Для успокоения подвижной системы используют воздушные или магнитоиндукционные успокоители. Так как величина враща­ющего момента зависит от напряженности поля, созданного не­подвижной катушкой, то наложение на него внешнего магнитного поля, естественно, вызывает изменение величины вращающего мо­мента, а следовательно, и дополнительную погрешность измере­ния. Индукция собственного магнитного поля невелика, поэтому дополнительная погрешность от внешних полей может иметь весь­ма значительную величину.

Влияние внешних полей можно несколько уменьшить экрани­рованием механизма стальными экранами. В приборах класса 0,5 для уменьшения дополнительной погрешности от внешних магнит­ных полей используют механизмы астатического устройства. Как и в приборах электродинамической системы, они представляют собой два механизма, действующих на общую ось, на которой ук­реплена стрелка (рис.18, в). Катушки включены так, что их маг­нитные поля направлены в противоположные стороны, но, несмот­ря на это, вращающие моменты механизмов имеют одинаковое направление, благодаря чему на ось действует некоторый суммар­ный вращающий момент.

Если на астатический механизм будет действовать внешнее магнитное поле и если из-за этого магнитное поле одного из меха­низмов, например, усилится, то у другого механизма оно в такой же степени окажется ослабленным, так как поля катушек имеют противоположные направления. Таким образом, в результате дей­ствия внешнего магнитного поля вращающий момент одного ме­ханизма возрастет, а другого в такой же степени уменьшится, поэтому результирующий момент, действующий на подвижную си­стему, останется прежним.

Приборы электромагнитной системы применимы в цепях посто­янного и переменного токов, это объясняется тем, что изменение направления тока хотя и вызывает изменение направления маг­нитного поля катушки, но не меняет направления силы F, а сле­довательно, и вращающего момента, так как стальной сердечник втягивается и северным, и южным полюсом катушки в одинако­вой степени. К достоинствам этих приборов относятся следующие:

1) простота конструкции;

2) прочность и надежность в работе;

3) применимость в цепях постоянного и переменного токов;

4) устойчивость к перегрузкам;

5) низкая стоимость. Недостатки этих приборов:

1) зависимость показаний от внешних магнитных полей;

2) относительно невысокая точность (не выше класса 0,5).

Механизмы электромагнитной системы применяются в ампер­метрах и вольтметрах, предназначенных для измерений в цепях постоянного и переменного токов или только в цепях переменного тока.