C) Електродинамічна система

Будову приладу електромагнітної системи видно із схематичного рисунка 3.

Всередині нерухомо закріпленої котушки 1 може обертатись на осі рухома котушка 2, до якої жорстко прикріплена стрілка 4, що переміщається над шкалою 5. Момент протидії створюється двома спіральними пружинами 3, як і в приладах магнітоелектричної системи. Струм, який необхідно виміряти, проходить через обидві котушки. В результаті взаємодії магнітного поля нерухомої котушки 1 і струму в рухомій створюється обертовий момент, під впливом якого рухома котушка буде намагатись повернутися так, щоб площина її витків встановилась паралельно до площини витків нерухомої котушки, а їх магнітні поля співпадали б за напрямом. Цьому протидіють пружинки 3, внаслідок чого рухома котушка встановиться в такому положенні, коли обертовий момент буде дорівнювати протидіючому.

Котушки в приладах електродинамічної системи, в залежності від призначення, можуть бути з’єднані між собою як паралельно, так і послідовно. Якщо котушки приладу з’єднати паралельно, то такий прилад може бути використаний як амперметр. Якщо котушки з’єднати послідовно і приєднати до них додатковий опір, то такий прилад може бути використаний як вольтметр.

При зміні напряму струму в обох котушках напрям обертового моменту не змінюється. Тому прилади електродинамічної системи можуть використовуватись як для вимірювань на постійному, так і на змінному струмах. Аперіодичність в цих приладах, аналогічно як і в електромагнітних, досягається при допомозі повітряного заспокоювача.

При вимірюванні в електричному колі потужності, що споживається з електричної мережі, широко використовується електродинамічний ватметр. Схема вмикання ватметра в електричне коло приведена на рис

Він має дві котушки: нерухому 1 - 2 (рис.1.4), яка має невелике число витків з товстого дроту, і вмикається послідовно з тією ділянкою кола, в якій необхідно виміряти споживану потужність; і рухому котушку 3 - 4, яка має велику кількість витків з тонкого дроту, і розміщена на осі всередині нерухомої котушки. На цій

же осі закріплена стрілка, поршень повітряного заспокоювача і дві спіральні пружинки, які служать для створення протидіючого моменту і підведення струму до рухомої котушки. Рухома котушка вмикається в електричне коло паралельно до цієї ділянки, де вимірюється споживана потужність. Для збільшення опору рухомої котушки послідовно з нею в приладі ввімкнено додатковий опір R_д.

В даному випадку сила взаємодії між котушками, а, значить, і кут обертання рухомої котушки пропорційні силі струму в нерухомій котушці і напрузі на затискачах рухомої котушки, тобто, пропорційні потужності, що споживається в електричному колі. Отже, відхилення рухомої частини приладу пропорційне потужності і тому шкалу приладу можна проградуювати у ватах. З цього також випливає, що на відміну від електродинамічних амперметрів і вольтметрів, ватметр цієї системи має рівномірну шкалу. Схема вмикання ватметра в електричне коло приведена на рис.4.

Переваги приладів електродинамічної системи:

а) можливість проводити вимірювання у колах постійного струму і змінного струму;

б) достатня точність.

Недоліки приладів електродинамічної системи:

а) нерівномірність шкали амперметрів і вольтметрів цієї системи;

б) чутливість до зовнішніх магнітних полів;

в) велика чутливість до перевантажень;

г) висока ціна цих приладів.

Електродинамічні амперметри і вольтметри використовуються, головним чином, як контрольні прилади при вимірюваннях у колах змінного струму. Для вимірювання постійного струму такі прилади використовувати недоцільно, оскільки вони дорожчі від магнітоелектричних і не мають в порівнянні з ними жодних переваг.

Є електродинамічні прилади, що складаються з трьох котушок (Рис. 1.5): двох нерухомих 1 і однієї рухомої 2, сполученої з легенькою алюмінієвою стрілкою 4. Котушка 2 обертається всередині двох нерухомих. По котушках 1 проходить струм однакового напряму, а по рухомій 2 – у напрямі, перпендикулярному до згаданого. Чим більший іде струм, тим на більший кут повертається рухома котушка, розкручуючи спіральні пружинки 3, які створюють протидіючий момент. Ці ж пружинки за відсутності струму повертають рухому котушку і сполучену з нею стрілку у вихідне положення. Шкала цих приладів теж є нерівномірною.

d) Теплові прилади. Як вказує сама назва, у цих приладах використано теплову дію струму. Основною частиною в цих приладах є тонка дротинка, що витримує високу температуру (переважно її виготовляють із сплаву срібла і платини), закріплена в двох тачках А і В (рис. 1.6). До середини цієї дротинки припаяна металева нитка EF, яка відтягується тонкою шовковою ниткою CD, перекинутою через коліщатко R. Другий кінець цієї нитки прикріплений до сталевої пружини K, яка створює натяг нитки. До коліщатка прикріплена легенька стрілка N, кінець якої переміщається по шкалі S. Якщо проходить струм по дротинці АВ, то вона видовжується внаслідок нагрівання її струмом, і пружина, відтягуючи металеву нитку EF, приводить до обертання коліщатка R і, тим самим, до відхилення стрілки N. Оскільки кількість теплоти, що виділяється струмом, пропорційна квадрату сили струму, то приладами теплової системи можна вимірювати як постійний, так і змінний струм. По цій же причині шкала теплових приладів нерівномірна. Слабким місцем цих приладів є те, що положення стрілки на шкалі залежить від навколишньої температури. Тому перед початком роботи необхідно за допомогою спеціального пристрою М (рис. 1.6) встановити стрілку на нульову поділку шкали.

Позитивні якості приладів теплової системи:

а) можливість вимірювань як на постійному, так і на змінному струмах;

б) незалежність показів від частоти і форми кривої змінного струму;

в) нечутливість до зовнішніх магнітних полів.

До недоліків теплових приладів можна віднести:

а) нерівномірність шкали;

б) наявність теплової інерції, в зв’язку з тим необхідно вичікувати деякий час, щоб стрілка приладу остаточно встановилася;

в) залежність показів від температури;

г) висока ціна приладів.

Поиск по сайту: