ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ И ФЕРРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
План лекции:
6.1. Принцип действия и устройство.
6.2. Электродинамические вольтметры и амперметры.
6.3. Электродинамические ваттметры.
6.4. Электродинамические частотомеры.
6.5. Электродинамические фазометры.
Принцип действия и устройство
Электродинамические (ферродинамические) приборы состоят из электродинамического (ферродинамического) измерительного механизма с отсчетным устройством и измерительной цепи. Эти приборы применяют для измерения постоянных и переменных токов и напряжений, мощности в цепях постоянного и переменного тока, угла фазового сдвига между переменными токами и напряжениями. Электродинамические приборы являются наиболее точными электромеханическими приборами для цепей переменного тока. Схема и конструкция электродинамического измерительного механизма представлены на рис.1.
Рис.1. Устройство
электродинамического измерительного механизма
Вращающий момент в электродинамических и ферродинамических измерительных механизмах возникает в результате взаимодействия магнитных полей неподвижных и подвижной катушек с токами. Электродинамический измерительный механизм имеет две последовательно соединенные неподвижные катушки 1, разделенные воздушным зазором, и подвижную катушку 2. Ток к подвижной катушке подводится через пружинки, создающие противодействующий момент. Успокоение создается воздушным или магнитоиндукционным демпфером 3.
|
|
|
Неподвижная катушка 1 состоит из двух секций (для создания однородного поля) и навивается обычно толстой проволокой. Легкая подвижная катушка 2 помещается внутри неподвижной и жестко скрепляется с осью и стрелкой.
Подвижная катушка включается в измеряемую цепь через спиральные пружины, создающие противодействующий момент. Если токи в катушках 1 и 2 принять равными соответственно 
и 
, то их взаимодействие создаст вращающий момент Мвр, стремящийся повернуть подвижную катушку так, чтобы энергия магнитного поля системы двух катушек стала наибольшей (до совпадения направлений полей). При этом поворот подвижной катушки произойдет за счет энергии магнитного поля катушек. Тогда вращающий момент Мвр, действующий на подвижную катушку, можно представить в следующем виде:
,
где 
- энергия магнитного поля катушек; α - угол поворота подвижной катушки. Энергия магнитного поля системы двух катушек складывается из энергий катушек и энергии, обусловленной их взаимной индукцией
= 
,
Где 
- индуктивность катушек; 
- коэффициент их взаимной индукции. Тогда получим: 
.
Так как для данного механизма постоянны, то
|
|
|
и 
.
Очевидно, что, 
и сильно зависит от формы катушек. Предположив, что 
постоянно получим: 
= 
. Поворот подвижной системы будет происходить до наступления равновесия между вращающим моментом и противодействующим моментом Мпр, создаваемым спиральными пружинами:
= k2 
,
где k2 - жесткость пружины. Окончательно имеем:
=k , где k= 
- постоянная данного прибора.
Отсюда следует, что угол поворота подвижной системы электродинамического прибора в случае постоянных токов пропорционален произведению токов в его катушках. В случае переменных токов, например 
, мгновенный вращающий момент 
, а средний за период момент (после преобразований) равен:
.
При 
= 
получим: 
=k cosφ.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1864; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!