и
О ′, которые своими концами опираются о подшипники. На полуоси
О закреплены указательная стрелка 4 и две спиральные пружинки 5 и 5′, через которые к катушке подводится измеряемый ток
I , противовесы 6. Полюсные наконечники
NS и стальной цилиндр 2 обеспечивают в зазоре 1 равномерное радиальное магнитное поле с индукцией
В . В результате взаимодействия магнитного поля с током в проводниках обмотки 3 создается вращающий момент. Рамка с обмоткой при этом поворачивается, и стрелка отклоняется на угол α. Электромагнитная сила
F эм, действующая на обмотку, равна
F эм = ω
Bll .
Вращающий момент, создаваемый силой F эм, равен:
M вр = F эм d = ω Blld = C 1 I 1,
где d и l – ширина и длина рамки (обмотки);
C 1 – коэффициент, зависящий от числа витков ω, размеров обмотки и магнитной индукции В .
В приборах магнитоэлектрической системы успокоение (демпфирование) стрелки происходит благодаря тому, что при перемещении алюминиевой рамки в магнитном поле постоянного магнита NS в ней индуктируются вихревые токи. В результате взаимодействия этих токов с магнитным полем возникает момент, действующий на рамку в направлении, противоположном ее перемещению, что и приводит к быстрому успокоению колебаний рамки.
Измерительные приборы магнитоэлектрической системы находят применение также при измерениях в цепях переменного тока. При этом в цепь подвижной катушки включают преобразователи переменного тока в постоянный или пульсирующий ток.
Наибольшее распространение получили выпрямительная и термоэлектрическая системы.
Вольтметры и амперметры выпрямительной и термоэлектрической системы применяются для измерений в цепях переменного тока как промышленного тока, так и тока повышенных частот.
Достоинства приборов магнитоэлектрической системы – точность показаний, малая чувствительность к посторонним магнитным полям, незначительное потребление мощности, равномерность шкалы. К недостаткам следует отнести необходимость применения специальных преобразователей при измерениях в цепях переменного тока и чувствительность к перегрузкам (тонкие токопроводящие пружинки 5 и 5′ из фосфористой бронзы при перегрузках нагреваются и изменяют свои упругие свойства).
26. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИСТЕМА
Принцип действия электромагнитных приборов основан на втягивании стального сердечника в неподвижную обмотку с током . Неподвижный элемент прибора – обмотка 1, выполненная из изолированной проволоки, включается в электрическую цепь (рис. 32).
Рис. 32. Устройство электроизмерительного прибора электромагнитной системы
Подвижный элемент