• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Електродинамiчнi прилади

Умовне позначення принципа дії приладу:

У електродинамiчних приладах обертальний момент утворюеться в результати взаемодiї полiв рухомої та нерухомої котушок iз струмом; часто нерухома котушка (А) розноситься на двi з'днаних послiдовно для створення більш рівномірного магнітного поля. Усерединi обертаеться рухома котушка (В), яка з΄єднана із стрілкою

приладу:

А – нерухомі котушки, які з'єднані послідовно;

В – рухома котушка, знаходиться всередині нерухомих.

Вираз для обертаючого моменту отримується диференціюванням повної електрокінетичної енергії двох контурів із струмами, яка дорівнює:

де LА , LВ – iндуктивностi нерухомої та рухомої котушок;

IА , IВ – струми, які течуть у котушках;

MАВ – взаємоiндуктивнiсть котушок А i В.

.

Так як при повороті котушки власні індуктивності не змінюються, то:

,

звідси

.

Прирівняємо:

,

звідси

Величина dМАВ/dα являє собою закон зміни взаємоіндуктивності при зміні кута і залежить від конструкції приладу.

Електродинамічні прилади можуть використовуватись як амперметри, вольтметри та ватметри, змінюється тільки схема включення котушок.

Для амперметра та вольтметра, які працюють на постійному струмі, слушно :

.

Для приладів змінного струму необхідно прийняти до уваги зсув фаз між струмами ІА та ІВ :

Ферродинамiчнi прилади вiдрiзняються вiд електродинамiчних тим, що нерухома котушка розташована у ферромагнiтному сердечнику. Це дае можливiсть для розвинення бiльш потужного поля, пiдвищуючи чутливiсть приладу та захищенiсть вiд зовнiшнiх полiв. Проте, присутнiсть в конструкції нелiнiйного елементу погiршує клас точностi приладу. Ці прилади працюють, в основному, на змінному струмі.

Переваги: прилади працюють на постiйному та змiнному струмі, чутливiсть достатньо висока, достатня надiйнiсть, здатнiсть вимiрювати cos, потужнiсть, напругу. Класи точностi : 0.1; 0.5.

Недолiки: слабка захищенiсть вiд зовнiшнiх полiв, квадратична шкала, значна залежнiсть вiд температури зовнiшнього середовища та частоти при вимiрюваннi змiнного струму.

Електростатичнi прилади

У електростатичному вимiрювальному механiзмi, обертальний момент утворюеться у результатi взаємодiї двох систем заряджених провiдникiв , одна з яких рухома.

Безпосередньо данi прилади вимiрюють тільки напругу та застосовуються у вольтметрах. Вiдхилення рухомої частини у приладах зв'язано iз змiною ємностi. У вольтметрах на низькi напруги (до сотен вольт) вимiрювання ємностi пов'язано iз змiною активної площини пластин. У вольтметрах на великi напруги – iз змiною вiдстанi між пластинами.

Розглянемо конструкцію та принцип дії вольтметра на низьку напругу. Прилад складається із двох нерухомих металевих пластин 1, розташованих паралельно одна одної, та однієї легкої рухомої алюмінієвої пластини 2, яка закріплюється на одній вісі 4 із вказуючою стрілкою 3. При підключенні до зажимів напруги, що вимірюється U, нерухомі пластини отримають заряд одного знаку, а рухома – іншого: Під дією електричного поля вона буде втягуватись у простір між нерухомими пластинами. При цьому енергія, що запасена полем:

де С – ‘ємність конденсатора, створеного пластинами. Прирівнюючи обертаючий та

тобто, при втягуванні виникає зміна площини конденсатора на кут, пропорційний прикладеній напрузі.

Переваги приладів: широкий частотний діапазон, можливість вимірювання постійної та змінної напруги, відсутність залежності від зовнішніх магнітних полів. Класи точності звичайно 1.0 – 1.5.

Недоліки: залежність показань від електростатичних полiв , вiд температури , частоти , вологостi.

Iндукцiйнi вимiрювальнi механiзми

Конструкцiя являє собою два електромагнiта 1 і 2, якi дiють на алюмiнiєвий диск 3. Обмотка одного пiдключена послiдовно, другого – паралельно, у результатi чого обертаючi моменти пропорцiйнi вiдповiдно струмовi та напрузi. По обмотках електромагнітів течуть змінні струми І1 та І2, зсунуті по фазі на кут φ. Ці струми утворюють магнiтнi потоки Ф1 та Ф2, також зсунуті по фазі на кут φ, якi, у свою чергу, наводять у диску вихрьовi струми IВ1 та Iв2, утворюючи обертальний момент Моб. Вісь 4 з алюмінієвого диску з’єднана черв’ячною передачею 6 з лічільником 7. Кiлькiсть обертiв диска за визначений проміжок часу пропорцiйна швидкостi обертання, яка, у свою чергу, залежить вiд струму та напруги. Результуючий сигнал пропорцiйний спожитій енергii. У приладi немае протидiючего моменту, гальмуючий момент утворюеться постiйним магнитом 5.

Рiвняння обертального моменту :

де К – коефiцiєнт, який залежить вiд матерiалу, конструктивних особливостей прилада; f – частота зміни струму.

1,2-електричний провід;

6 7 3 - алюміневий

диск;

1 2 4 – вісь;

5 5 - гальмівний

Ф1 Ф2 магніт;

6 - черв’ячна

передача;

І’d Id 7 - лічильник.

3

I1 I2

Індукційні вимірювальні механізми застосовуються, головним чином, у лічільниках електричної енергії, іноді використовуються і ватметри індукційної системи.

Переваги : великий обертальний момент, малий вплив зовнiшнiх полiв, висока надiйнiсть та невисока вартiсть, стійкість до перевантажень.

Недолiки : залежнiсть вiд частоти струму, напруги, зовнішньої температури. Прилади застосовуються тільки у мережах змінного струму.

ТЕМА12 : ВИМIРЮВАННЯ СТРУМУ ТА НАПРУГИ

Читайте також:

1. Аналітичні стереофотограмметричні прилади.
2. Аналогові вимірювальні прилади
3. Арматура та вимірювальні прилади, якими обладнуються відцентрові насоси
4. Вимірювальні прилади безпосередньої оцінки та автоматизованого зрівноваження
5. Вимірювальні прилади для проведення випробувань будівельних конструкцій
6. Джерела світла та освітлювальні прилади.
7. Електронагрівальні прилади
8. Електронні прилади.
9. Електростатичні прилади.
10. Забороняється навантажувати вимірювальні прилади більше за граничні значення, зазначені на їхніх шкалах.
11. Загальні відомості про контрольно – вимірювальні прилади автомобілів

Переглядів: 1133