Курс общей физики. Введение. Миловидова С.Д - 22 стр.

UptoLike

Рубрика: 

22
На оси подвижной части укреплена стрелка , конец которой
перемещается по шкале прибора . Для создания противодействующего
момента и одновременно для подвода тока в обмотку рамки служат две
спиральные пружины.
Теоретически нетрудно установить зависимость угла поворота
подвижной части α от величины тока I, протекающего по обмотке рамки
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
.
1
3
4
5
Рис.2
2
                                               22
     На      оси      п од виж н ой ча ст и у креп лен а ст релка , кон ец кот орой
п ерем ещ а ет ся п о шка ле п рибора . Для созд а н ия п рот ивод ейст ву ющ его
м ом ен т а и од н оврем ен н о д ля п од вод а т ока в обм от ку ра м ки слу ж а т д ве
сп ира ль н ые п ру ж ин ы.
     Т еорет ически н ет ру д н о у ст а н овит ь за в исим ост ь у гла п оворот а
п од виж н ой ча ст и α от величин ы т ока I, п рот ека ющ его п о обм от ке ра м ки
п рибора α =k I, гд е k –коэф ф иц иен т п роп орц ион а ль н ост и, за вися щ ий от
кон ст ру кц ии        п рибора .       Из       эт ой     за висим ост и       вид н о,     чт о
м а гн ит оэлект рические          п риборы          имеют        ра вн ом ерн ые        шка лы.
Дост оин ст ва м и м а гн ит оэлект рических п риборов я в ля ют ся : высока я
т очн ост ь и чу вст вит ель н ост ь , ма лое п от реблен ие эн ергии, а п ериод ичн ост ь
(ст релка у ст а н а влива ет ся н а соот вет ст ву ющ ем д елен ии п очт и без
колеба н ий), н ечу вст вит ель н ост ь к в н ешн им м а гн ит н ым п оля м .
                     Раб о та пр иб о р о вэл ектр о м агнитно й с ис тем ы
     Ра бот а     п риборов       элект ром а гн ит н ой сист ем ы             осн ова н а    на
вза им од ейст вии м а гн ит н ого п оля , созд а ва ем ого измеря ем ым т оком п ри
п рохож д ен ии его п о обм от ке н еп од виж н ой ка т у шки с п од виж н ым
ж елезн ым серд ечн иком , п ом ещ ен н ым                   в эт о м а гн ит н ое п оле.
П ред н а зн а чен ы эт и п риборы д ля изм ерен ия силы т ока и н а п ря ж ен ия в
                                      ц еп я х п ерем ен н ого и п ост оя н н ого т оков.
                              4               На рис.2 п ока за н а схем а у ст ройст ва
                                      элект ром а гн ит н ого п рибора . П рибор состоит
            3                 5       из ка т у шки (1) с у зкой щ ель ю. Серд ечн ик (2)
                                      изгот овлен из м я гкого ж елеза и п рикреп лен
                                      эксц ен т ричн о н а оси. С ось ю серд ечн ика
                                      скреп лен ы ст релка (3), п оршен ь возд у шн ого
                                      у сп окоит еля (4) и сп ира ль н а я п ру ж ин а (5),
                                      созд а ющ а я п рот ивод ейст ву ющ ий м ом ен т .
                            2         Т ок, п рот ека ющ ий п о ка т у шке (1), обра зу ет
     1      Рис.2
                                      вн у т ри н ее м а гн ит н ое п оле, п од д ейст вием
кот орого ж елезн ый серд ечн ик, н а м а гн ичива я сь , п овора 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 п оле ка т у шки п роп орц ион а ль н о т оку ; 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 . П оэт ом у
м ож н о п риближ ен н о счит а т ь , чт о в элект ром а гн ит н ом п риборе
вра щ а ющ ий м ом ен т М 1 п роп орц ион а лен ква д ра т у т ока
                                             M 1=k1 I2,
гд е k1 –коэф ф иц иен т , за вися щ ий от кон ст ру кц ии п рибора .
        П рот ивод ейст ву ющ ий момен т М 2, созд а ва ем ой п ру ж ин ой (5)
п роп орц ион а лен у глу п оворот а п од виж н ой ча ст и п рибора               M 2=k2α ,
гд е k2 –коэф ф иц иен т , за вися щ ий от у п ру гих свойст в п ру ж ин ы.
        Ра вн овесие п од в иж н ой ча ст и п рибора оп ред еля ет ся ра вен ст вом
м ом ен т ов, д ейст ву ющ их н а н ее в п рот ивоп олож н ых н а п ра влен ия х.
П оэт ом у α =kI2 , гд е k=k1 /k2 .