Курс общей физики. Введение. Миловидова С.Д - 24 стр.

UptoLike

Рубрика: 

24
где .
2
1
k
k
k =
Если катушки соединены последовательно, то
α =kI
2
. (2)
Выражения (1) и (2) показывают , что шкала электродинамического
прибора неравномерная. Однако подбором конструкции катушек можно
улучшить шкалу , т.е. приблизить к равномерной.
При перемене направления тока в обеих катушках направление
вращающего момента не меняется . Отсюда следует , что приборы этой
системы пригодны для измерений как на постоянном , так и на переменном
токе. Торможение в этих приборах, так же как и в электромагнитных,
достигается при помощи воздушного успокоителя .
В электроизмерительной практике для измерения потребляемой в цепи
мощности широко применяется электродинамический ваттметр. Он
состоит из двух катушек : неподвижной, с небольшим числом витков
толстой проволоки, включаемой
последовательно с тем участком цепи, в
котором требуется измерить расходуемую
мощность, и подвижной, содержащей
большое число витков тонкой проволоки
и помещенной на оси внутри
неподвижной катушки. Подвижная
катушка включается в цепь подобно
вольтметру , т.е. параллельно
потребителю, и для увеличения ее
сопротивления R
2
последовательно с ней
вводится добавочное сопротивление r
д
(рис.3). Пусть ток в первой катушке I
1
, во
второй I
2
. По закону Ома напряжение на
зажимах нагрузки равно:
U=I
2
(R
2
+r
д
), откуда
.
1
2
2
U
rR
I
д
+
=
Подставив значение I
2
в выражение (1) для α , получим :
PUIUI
rR
k
д
=≈
+
=
11
2
α
.
Таким образом , отклонение подвижной части пропорционально
мощности и поэтому шкалу прибора можно проградуировать в ваттах. Из
этого также следует , что ваттметр этой системы имеет равномерную
шкалу .
Достоинствами приборов электродинамической системы являются :
возможность измерения как на постоянном , так и на переменном токе;
достаточная точность. К недостаткам приборов этой системы относятся :
неравномерность шкалы у амперметров и вольтметров; чувствительность к
внешним магнитным полям; большая чувствительность к перегрузкам.
R
1
R
2
R
н
r
g
U
Рис.3
                                              24
         k
гд е k = 1 .
          k2
        Е сли ка т у шки соед ин ен ы п ослед ова т ель н о, т о
                                              α =kI2.                                       (2)
        Выра ж ен ия (1) и (2) п ока зыва ют , чт о шка ла элект род ин а мического
п рибора н ера вн ом ерн а я . Од н а ко п од бором кон ст ру кц ии ка т у шек м ож н о
у лу чшит ь шка лу , т .е. п риблизит ь к ра вн омерн ой.
        П ри п ерем ен е н а п ра влен ия т ока в обеих ка т у шка х н а п ра влен ие
вра щ а ющ его м ом ен т а н е м ен я ет ся . От сюд а след у ет , чт о п риборы эт ой
сист ем ы п ригод н ы д ля изм ерен ий ка к н а п ост оя н н ом , т а к и н а п ерем ен н ом
т оке. Т орм ож ен ие в эт их п рибора х, т а к ж е ка к и в элект ром а гн ит н ых,
д ост ига ет ся п ри п ом ощ и возд у шн ого у сп окоит еля .
В элект роизм ерит ель н ой п ра кт ике д ля изм ерен ия п от ребля ем ой в ц еп и
м ощ н ост и широко п рим ен я ет ся элект род ин а м ический ва т т мет р. Он
сост оит из д ву х ка т у шек: н еп од виж н ой, с н еболь шим числом вит ков
                                        т олст ой         п роволоки,         включа ем ой
                   R1                   п ослед ова т ель н о с т ем у ча ст ком ц еп и, в
                                        кот ором т ребу ет ся измерит ь ра сход у ем у ю
                                        м ощ н ост ь , и п од виж н ой, сод ерж а щ ей
                                        боль шое число вит ков т он кой п роволоки
            R2
                                        и       п ом ещ ен н ой       на   оси        вн у т ри
U                                Rн     н еп од виж н ой       ка т у шки.      П од виж н а я
                                        ка т у шка включа ет ся в ц еп ь п од обн о
              rg                        воль т м ет ру ,         т .е.        п а ра ллель н о
                                        п от ребит елю, и д ля у величен ия ее
                                        соп рот ивлен ия R2 п ослед ова т ель н о с н ей
                                        ввод ит ся д оба вочн ое соп рот ивлен ие rд
                Рис.3                   (рис.3). П у ст ь т ок в п ервой ка т у шке I1, во
                                        вт орой I2 . П о за кон у Ом а н а п ря ж ен ие н а
за ж им а х н а гру зки ра вн о:
                                                                1
                       U=I2(R2 +rд ),      от ку д а I 2 =           U.
                                                             R2 + rд
П од ст а вив зн а чен ие I2 в выра ж ен ие (1) д ля α , п олу чим :
                                      k
                              α=           I1U ≈ I1U = P .
                                   R2 + rд
         Т а ким обра зом , от клон ен ие п од виж н ой ча ст и п роп орц ион а ль н о
м ощ н ост и и п оэт ом у шка лу п рибора м ож н о п рогра д у ирова т ь в ва т т а х. И з
эт ого т а кж е след у ет , чт о ва т т м ет р эт ой сист ем ы им еет ра вн ом ерн у ю
шка лу .
         Дост оин ст ва м и п риборов элект род ин а м ической сист ем ы я в ля ют ся :
возм ож н ост ь изм ерен ия ка к н а п ост оя н н ом , т а к и н а п ерем ен н ом т оке;
д ост а т очн а я т очн ост ь . К н ед ост а т ка м п риборов этой сист ем ы от н ося т ся :
н ера вн ом ерн ост ь шка лы у а м п ерм ет ров и воль т м ет ров; чу вст вит ель н ост ь к
вн ешн им ма гн ит н ым п оля м ; боль ша я чу вст в ит ель н ост ь к п ерегру зка м .