Электричество и магнетизм. Часть 1. Миловидова С.Д - 10 стр.

UptoLike

10
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)
                                            10
Отсю д а      след у ет ,      чт о      шка ла элект ром а гн итн ого           приб ора
н ера вн ом ерн а я, ква д ра т ичн а я.

       Д остоин ст ва м и приб оров элект ром а гн итн ой сист ем ы являю т ся:
возм ож н ост ь изм ерен ия ка к постоян 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.

                     Приборы эл ек тродинамичес к ойс ис темы
      Прин цип ра б от ы та ких приб оров осн ова н н а вза им од ейст вии д ву х
ка т у шек (под виж н ой и н епод виж н ой), по которым прот ека ет ток.
Под виж н а я ка т у шка , н а х од ящ а яся вн у т ри н епод виж н ой ка т у шки, м ож ет
вра щ а т ь ся вокру г оси, н а которой за креплен а стрелка , перем ещ а ю щ а яся по
шка ле. Прот ивод ейст ву ю щ ий м ом ен т созд а ется спира ль н ым и пру ж ин а м и,
за креплен н ым и н а эт ой оси.
         Изм еряем ый т ок прох од ит через об е ка т у шки. В резу ль т а т е
вза им од ейст вия м а гн итн ого поля н епод виж н ой ка т у шки и т ока в
под виж н ой созд а ется вра щ а ю щ ий м ом ен т М 1, под влиян ием кот орого
под виж н а я ка т у шки б у д ет ст рем ит ь ся поверн у т ь ся та к, чт об ы плоскост ь ее
витков ст а ла па ра ллель н ой плоскост и вит ков н епод виж н ой ка т у шки, а их
м а гн ит н ые поля совпа д а ли б ы по н а пра влен ию . Этом у прот ивод ейст ву ю т
пру ж ин ки, вслед ствие чего под виж н а я ка т у шка у ст а н а влива ется в
полож ен ии,         когд а     вра щ а ю щ ий      м ом ен т      ста н овит ся   ра вн ым
прот ивод ейст ву ю щ ем у .
         К а т у шки в элект род ин а м ических приб ора х , в за висим ости от
н а зн а чен ия, соед ин яю т ся м еж д у соб ой послед ова т ель н о или па ра ллель н о.
Е сли ка т у шки приб ора соед ин ит ь па ра ллель н о, то он м ож ет б ыт ь
исполь зова н ка к а м перм ет р. Е сли ж е ка т у шки соед ин ит ь послед ова т ель н о
и присоед ин ит ь к н им д об а вочн ое сопротивлен ие, то приб ор м ож ет б ыт ь
исполь зова н ка к воль тм ет р.
         В первом приб лиж ен ии вра щ а ю щ ий м ом ен т М 1, д ейст ву ю щ ий н а
под виж н у ю ка т у шку , пропорцион а лен ка к току I1, в н епод виж н ой ка т у шке,
т а к и т оку I2 в под виж н ой ка т у шке
                                          M1=k1I1I2,
 гд е k1 – коэф ф ициен т пропорцион а ль н ости, за висящ ий от кон стру кции
приб ора .
         Пру ж ин ы, за кру чива ю щ иеся при вра щ ен ии под виж н ой ка т у шки,
созд а ю т противод ейст ву ю щ ий м ом ен т М 2, пропорцион а ль н ый у глу α, н а
кот орый поверн у ла сь ка т у шка
                                           М 2=k2α ,
гд е k2 – коэф ф ициен т пропорцион а ль н ост и, за висящ ий от у пру гих свойст в
пру ж ин ы. При ра вен ст ве м ом ен т ов М 1 и М 2 под виж н а я ка т у шка
ост а н овит ся. Т огд а
                                               α =kI1I2,                                 (1)