Курс общей физики. Введение. Миловидова С.Д - 23 стр.

UptoLike

Рубрика: 

23
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.
Приборы электродинамической системы
Принцип работы таких приборов основан на взаимодействии двух
катушек (подвижной и неподвижной), по которым протекает ток.
Подвижная катушка , находящаяся внутри неподвижной катушки, может
вращаться вокруг оси, на которой закреплена стрелка , перемещающаяся по
шкале. Противодействующий момент создается спиральными пружинами,
закрепленными на этой оси.
Измеряемый ток проходит через обе катушки. В результате
взаимодействия магнитного поля неподвижной катушки и тока в
подвижной создается вращающий момент М
1
, под влиянием которого
подвижная катушки будет стремиться повернуться так, чтобы плоскость ее
витков стала параллельной плоскости витков неподвижной катушки, а их
магнитные поля совпадали бы по направлению. Этому противодействуют
пружинки, вследствие чего подвижная катушка устанавливается в
положении, когда вращающий момент становится равным
противодействующему .
Катушки в электродинамических приборах, в зависимости от
назначения, соединяются между собой последовательно или параллельно.
Если катушки прибора соединить параллельно, то он может быть
использован как амперметр. Если же катушки соединить последовательно
и присоединить к ним добавочное сопротивление, то прибор может быть
использован как вольтметр.
В первом приближении вращающий момент М
1
, действующий на
подвижную катушку , пропорционален как току I
1
, в неподвижной катушке,
так и току I
2
в подвижной катушке
M
1
=k
1
I
1
I
2
,
где k
1
коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции
прибора .
Пружины, закручивающиеся при вращении подвижной катушки,
создают противодействующий момент М
2
, пропорциональный углу α, на
который повернулась катушка
М
2
=k
2
α ,
где k
2
коэффициент пропорциональности, зависящий от упругих свойств
пружины. При равенстве моментов М
1
и М
2
подвижная катушка
остановится . Тогда
α=kI
1
I
2
, (1)
                                              23
От сюд а      след у ет ,       чт о       шка ла элект ром а гн ит н ого п рибора
н ера вн ом ерн а я , ква д ра т ичн а я .
        Дост оин ст ва м и п риборов элект ром а гн ит н ой сист ем ы я в ля ют ся :
возм ож н ост ь изм ерен ия ка к п ост оя н н ого, т а к и п ерем ен н ого т оков,
п рост от а кон ст ру кц ии, м еха н ическа я п рочн ост ь , вын осливост ь в
от н ошен ии п ерегру зки.


                      П р иб о р ы эл ек тр о динам ичес ко й с ис тем ы
      П рин ц ип ра бот ы т а ких п риборов осн ова н н а вза им од ейст вии д ву х
ка т у шек (п од в иж н ой и н еп од виж н ой), п о кот орым п рот ека ет т ок.
П од в иж н а я ка т у шка , н а ход я щ а я ся вн у т ри н еп од виж н ой ка т у шки, м ож ет
вра щ а т ь ся вокру г оси, н а кот орой за креп лен а ст релка , п ерем ещ а ющ а я ся п о
шка ле. П рот ивод ейст ву ющ ий м ом ен т созд а ет ся сп ира ль н ым и п ру ж ин а м и,
за креп лен н ым и н а эт ойоси.
         И зм еря ем ый т ок п роход ит через обе ка т у шки. В резу ль т а т е
вза им од ейст вия м а гн ит н ого п оля н еп од виж н ой ка т у шки и т ока в
п од виж н ой созд а ет ся вра щ а ющ ий м ом ен т М 1 , п од влия н ием кот орого
п од виж н а я ка т у шки бу д ет ст рем ит ь ся п оверн у т ь ся т а к, чт обы п лоскост ь ее
вит ков ст а ла п а ра ллель н ой п лоскост и вит ков н еп од виж н ой ка т у шки, а их
м а гн ит н ые п оля совп а д а ли бы п о н а п ра влен ию. Э т ом у п рот ивод ейст в у ют
п ру ж ин ки, вслед ст вие чего п од в иж н а я ка т у шка у ст а н а влива ет ся в
п олож ен ии,         когд а      вра щ а ющ ий        м ом ен т     ст а н овит ся   ра вн ым
п рот ивод ейст ву ющ ем у .
         Ка т у шки в элект род ин а м ических п рибора х, в за висим ост и от
н а зн а чен ия , соед ин я ют ся м еж д у собой п ослед ова т ель н о или п а ра ллель н о.
Е сли ка т у шки п рибора соед ин ит ь п а ра ллель н о, т о он м ож ет быт ь
исп оль зова н ка к а м п ерм ет р. Е сли ж е ка т у шки соед ин ит ь п ослед ова т ель н о
и п рисоед ин ит ь к н им д оба вочн ое соп рот ивлен ие, т о п рибор м ож ет быт ь
исп оль зова н ка к воль т м ет р.
         В п ервом п риближ ен ии вра щ а ющ ий мом ен т М 1, д ейст ву ющ ий н а
п од виж н у ю ка т у шку , п роп орц ион а лен ка к т оку I1, в н еп од виж н ой ка т у шке,
т а к и т оку I2 в п од виж н ой ка т у шке
                                             M1 =k1I1I2 ,
 гд е k1 – 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 .
         П ру ж ин ы, за кру чива ющ иеся п ри вра щ ен ии п од виж н ой ка т у шки,
созд а ют п рот ивод ейст ву ющ ий м ом ен т М 2, п роп орц ион а ль н ый у глу α, н а
кот орый п оверн у ла сь ка т у шка
                                              М 2 =k2α ,
гд е k2 –коэф ф иц иен т п роп орц ион а ль н ост и, за в ися щ ий от у п ру гих свойст в
п ру ж ин ы. П ри ра вен ст ве м ом ен т ов М 1 и М 2 п од виж н а я ка т у шка
ост а н овит ся . Т огд а
                                                  α =kI1 I2 ,                               (1)