Введение в практикум по курсу общей физики. Механика и молекулярная физика. Электричество и магнетизм. Либерман З.А - 22 стр.

UptoLike

Рубрика: 

22
прибора α =k I, где k коэффициент пропорциональности, зависящий от
конструкции прибора . Из этой зависимости видно, что
магнитоэлектрические приборы имеют равномерные шкалы.
Достоинствами магнитоэлектрических приборов являются : высокая
точность и чувствительность, малое потребление энергии, апериодичность
(стрелка устанавливается на соответствующем делении почти без
колебаний), нечувствительность к внешним магнитным полям.
Работа приборов электромагнитной системы
Работа приборов электромагнитной системы основана на
взаимодействии магнитного поля , создаваемого измеряемым током при
прохождении его по обмотке неподвижной катушки с подвижным
железным сердечником, помещенным в это магнитное поле.
Предназначены эти приборы для измерения силы тока и напряжения в
цепях переменного и постоянного токов.
На рис.2 показана схема устройства
электромагнитного прибора . Прибор состоит из
катушки (1) с узкой щелью. Сердечник (2)
изготовлен из мягкого железа и прикреплен
эксцентрично на оси. С осью сердечника
скреплены стрелка (3), поршень воздушного
успокоителя (4) и спиральная пружина (5),
создающая противодействующий момент. Ток,
протекающий по катушке (1), образует внутри
нее магнитное поле, под действием которого
железный сердечник, намагничиваясь ,
поворачивается вокруг оси и втягивается в щель катушки.
Магнитное поле катушки пропорционально току ; намагничивание
железного сердечника тоже увеличивается с увеличением тока . Поэтому
можно приближенно считать, что в электромагнитном приборе
вращающий момент М
1
пропорционален квадрату тока
M
1
=k
1
I
2
,
где k
1
коэффициент, зависящий от конструкции прибора .
Противодействующий момент М
2
, создаваемой пружиной (5)
пропорционален углу поворота подвижной части прибора M
2
=k
2
α ,
где k
2
коэффициент, зависящий от упругих свойств пружины.
Равновесие подвижной части прибора определяется равенством
моментов, действующих на нее в противоположных направлениях.
Поэтому α=kI
2
, где k=k
1
/k
2
.
Отсюда следует , что шкала электромагнитного прибора неравномерная,
квадратичная.
Достоинствами приборов электромагнитной системы являются :
возможность измерения как постоянного, так и переменного токов,
простота конструкции, механическая прочность, выносливость в
отношении перегрузки.
1
3
4
5
Рис.2
2
                                               22
прибора α =k I, гд е k – коэф ф ициен т пропорцион а ль н ости, за вися щ ий от
кон ст ру кции        прибора .       Из       эт ой     за висим ост и       вид н о,      что
м а гн ит оэлект рические         приборы          им еют       ра вн ом ерн ые        шка лы.
Достоин ст ва м и м а гн итоэлект рических приборов я вля ют ся : высока я
т очн ост ь и чу вствит ель н ост ь , м а лое потреблен ие эн ергии, а период ичн ост ь
(ст релка у ст а н а влива ет ся н а соот вет ст ву ющ ем д елен ии почти без
колеба н ий), н ечу вст вит ель н ост ь к вн ешн им м а гн ит н ым поля м .
                     Раб о та пр иб о р о вэ л ектр о м агнитно й с ис тем ы
     Ра бот а     приборов        элект ром а гн итн ой сист ем ы            осн ова н а     на
вза им од ейст вии м а гн итн ого поля , созд а ва ем ого изм еря ем ым т оком при
прох ож д ен ии его по обм от ке н епод виж н ой ка т у шки с под виж н ым
ж елезн ым серд ечн иком , пом ещ ен н ым в это м а гн итн ое поле.
Пред н а зн а чен ы эт и приборы д ля изм ерен ия силы тока и н а пря ж ен ия в
                                   цепя х перем ен н ого и постоя н н ого токов.
                            4
                                           Н а рис.2 пока за н а сх ем а у ст ройства
                                   элект ром а гн итн ого прибора . Приборсост оит из
         3                  5      ка т у шки (1) с у зкой щ ель ю. Серд ечн ик (2)
                                   изготовлен из м я гкого ж елеза и прикреплен
                                   эксцен т ричн о н а оси. С ось ю серд ечн ика
                                   скреплен ы стрелка (3), поршен ь возд у шн ого
                                   у спокоит еля (4) и спира ль н а я пру ж ин а (5),
                                   созд а ющ а я прот ивод ейст ву ющ ий м ом ен т . Ток,
                          2        прот ека ющ ий по ка т у шке (1), обра зу ет вн у т ри
1        Рис.2                     н ее м а гн ит н ое поле, под д ейст вием кот орого
                                   ж елезн ый          серд ечн ик,       н а м а гн ичива я сь ,
повора чива ет ся вокру г оси и вт я гива ет ся в щ ель ка т у шки.
        М а гн ит н ое поле ка т у шки пропорцион а ль н о току ; н а м а гн ичива н ие
ж елезн ого серд ечн ика т ож е у величива ет ся с у величен ием т ока . Поэт ом у
м ож н о приближ ен н о счита т ь , что в элект ром а гн ит н ом приборе
вра щ а ющ ий м ом ен т М 1 пропорцион а лен ква д ра т у т ока
                                           M1=k1I2,
гд е k1 –коэф ф ициен т , за вися щ ий от кон ст ру кции прибора .
        Противод ейст ву ющ ий м ом ен т М 2, созд а ва ем ой пру ж ин ой (5)
пропорцион а лен у глу поворот а под виж н ой ча ст и прибора                    M2=k2α ,
гд е k2 – коэф ф ициен т , за вися щ ий от у пру гих свойст в пру ж ин ы.
        Ра вн овесие под виж н ой ча сти прибора опред еля ется ра вен ст вом
м ом ен т ов, д ейст ву ющ их н а н ее в противополож н ых н а пра влен ия х .
Поэт ом у α =kI2, гд е k=k1/k2.
Отсюд а след у ет , чт о шка ла элект ром а гн итн ого прибора н ера вн ом ерн а я ,
ква д ра тичн а я .
        Достоин ст ва м и приборов элект ром а гн итн ой сист ем ы я вля ют ся :
возм ож н ост ь изм ерен ия ка к постоя н н ого, т а к и перем ен н ого токов,
простот а кон стру кции, м ех а н ическа я прочн ост ь , вын осливость в
от н ошен ии перегру зки.