Аналоговые электромеханические измерительные приборы. Ларионов А.Н - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

22
3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИБОРЫ
3.1. Электромагнитный измерительный механизм
Принцип действия приборов электромагнитной системы основан на взаи-
модействии магнитного поля катушки , создаваемого измеряемым током, со
стальным сердечником, помещенным в это поле . Неподвижная катушка 1
состоит из каркаса с навитой изолированной медной проволокой или медной
лентой (рис.14.а ). При протекании измеряемого тока по обмотке катушки в
ее плоской щели 2 создается магнитное поле . На оси 3 эксцентрично укреп-
лен сердечник 4 из магнитомягкой стали стрелкой 5. Магнитное поле катуш-
ки намагничивает сердечник и втягивает его внутрь щели, поворачивая ось
со стрелкой прибора. Этому повороту препятствует закручивающаяся спи-
ральная пружина 6, создающая противодействующий момент.
а ) б )
Рис.14
Катушка с током I создает магнитное поле , которое намагничивает сталь-
ной сердечник и создает силу F, стремящуюся повернуть сердечник вокруг
оси (рис.14.б ). При перемещении точки С сердечника по дуге dℓ совершается
работа dA
вр
= F·dℓ=F·R dα, где R – радиус вращения точки С, dα – централь-
ный угол, соответствующий дуге dℓ. Работа dA
вр
совершается за счет энергии
dW
м
магнитного поля катушки , то есть dW
м
=F·R·dα, следовательно ,
dW
м
=F·R. Учитывая, что энергия магнитного поля катушки с индуктивно -
стью L равна W
м
=L·I
2
/2, можно выразить вращающий момент:
M
вр
=F·R=dW
м
/dα =(I
2
/2)·(dL/dα).
Повороту сердечника противодействует спиральная пружина , создающая
момент силы: М
пр
=k·α , где k = жесткость пружины. 
                                         22
                         3. ЭЛЕКТРО М АГ НИТНЫ Е П РИБ О РЫ

                  3.1. Эле ктр о м а гни тный и зм е р и те льный м е ха ни зм

     П р и нц и п д е йстви я п р и б о р о в эле ктр о м а гни тно й си сте м ы о сно ва н на вза и -
м о д е йстви и м а гни тно го п о ля ка тушки , со зд а ва е м о го и зм е р яе м ым то ко м , со
ста льным се р д е чни ко м , п о м е щ е нным в это п о ле . Не п о д ви ж на я ка тушка 1
со сто и ти з ка р ка са с на ви то й и зо ли р о ва нно й м е д но й п р о во ло ко й и ли м е д но й
ле нто й (р и с.14.а ). П р и п р о те ка ни и и зм е р яе м о го то ка п о о б м о тке ка тушки в
е е п ло ско й щ е ли 2 со зд а е тся м а гни тно е п о ле . На о си 3 эксц е нтр и чно укр е п -
ле н се р д е чни к 4 и з м а гни то м ягко й ста ли стр е лко й 5. М а гни тно е п о ле ка туш-
ки на м а гни чи ва е тсе р д е чни к и втяги ва е те го внутр ь щ е ли , п о во р а чи ва я о сь
со стр е лко й п р и б о р а . Это м у п о во р о ту п р е п ятствуе т за кр учи ва ю щ а яся сп и -
р а льна я п р уж и на 6, со зд а ю щ а я п р о ти во д е йствую щ и й м о м е нт.




                          а)                                             б)
                                               Ри с.14

     Ка тушка с то ко м I со зд а е тм а гни тно е п о ле , ко то р о е на м а гни чи ва е тста ль-
но й се р д е чни к и со зд а е тси лу F, стр е м ящ ую ся п о ве р нуть се р д е чни к во кр уг
о си (р и с.14.б ). П р и п е р е м е щ е ни и то чки С се р д е чни ка п о д уге dℓ со ве р ша е тся
р а б о та dAвр= F·    dℓ=F·    R dα, гд е R – р а д и ус вр а щ е ни я то чки С, dα – ц е нтр а ль-
ный уго л, со о тве тствую щ и й д уге dℓ. Ра б о та dAвр со ве р ша е тся за сче тэне р ги и
dWм м а гни тно го п о ля ка тушки , то е сть dWм =F·                      R· dα, сле д о ва те льно ,
dWм =F·    R. Учи тыва я, что эне р ги я м а гни тно го п о ля ка тушки с и нд укти вно -
стью L р а вна Wм =L·        I2/2, м о ж но выр а зи ть вр а щ а ю щ и й м о м е нт:
                                Mвр=F·    R=dWм /dα =(I2/2)·     (dL/dα).
     П о во р о ту се р д е чни ка п р о ти во д е йствуе тсп и р а льна я п р уж и на , со зд а ю щ а я
м о м е нтси лы: М п р=k·      α, гд е k = ж е стко сть п р уж и ны.

Страницы