Электричество и магнетизм. Часть 1. Миловидова С.Д - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

11
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 
                                            11
         k
гд е k = 1 .
         k2
       Е сли ка т у шки соед ин ен ы послед ова тель н о, то
                                            α =kI2.                                      (2)
       В ыра ж ен ия (1) и (2) пока зыва ю т , чт о шка ла элект род ин а м ического
приб ора н ера вн ом ерн а я. Од н а ко под б ором кон стру кции ка т у шек м ож н о
у лу чшит ь шка лу , т .е. приб лизит ь к ра вн ом ерн ой.
       При перем ен е н а пра влен ия тока в об еих ка т у шка х н а пра влен ие
вра щ а ю щ его м ом ен т а н е м ен яет ся. От сю д а след у ет , чт о приб оры эт ой
сист ем ы пригод н ы д ля изм ерен ий ка к н а постоян н ом , т а к и н а перем ен н ом
т оке. Т орм ож ен ие в эт их приб ора х , та к ж е ка к и в элект ром а гн итн ых ,
д ост ига ет ся при пом ощ и возд у шн ого у спокоит еля.
В элект роизм ерит ель н ой пра кт ике д ля изм ерен ия потреб ляем ой в цепи
м ощ н ости широко прим ен яется элект род ин а м ический ва т т м ет р. Он
состоит из д ву х ка т у шек: н епод виж н ой, с н еб оль шим числом вит ков
т олст ой проволоки, вклю ча ем ой послед ова тель н о с тем у ча ст ком цепи, в
                                           кот ором           треб у ет ся       изм ерит ь
                    R1
                                           ра сх од у ем у ю м ощ н ост ь , и под виж н ой,
                                           сод ерж а щ ей б оль шое число вит ков
                                           т он кой проволоки и пом ещ ен н ой н а
              R2                           оси вн у т ри н епод виж н ой ка т у шки.
                                           Под виж н а я ка т у шка вклю ча ет ся в цепь
  U                               Rн
                                           под об н о воль т м етру , т .е. па ра ллель н о
                                           потреб ителю , и д ля у величен ия ее
                rg                         сопрот ивлен ия R2 послед ова т ель н о с
                                           н ей            ввод ит ся         д об а вочн ое
                                           сопрот ивлен ие rд (рис.3). Пу ст ь т ок в
                                           первой ка т у шке I1, во вт орой I2. По
                 Рис.3                     за кон у Ом а н а пряж 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
Под ст а вив зн а чен ие I2 в выра ж ен ие (1) д ля α , полу чим :
                                     k
                             α=           I1U ≈ I1U = P .
                                  R2 + rд
         Т а ким об ра зом , от клон ен ие под виж н ой ча ст и пропорцион а ль н о
м ощ н ости и поэтом у шка лу приб ора м ож н о програ д у ирова т ь в ва т т а х . Из
эт ого т а кж е след у ет , что ва т т м ет р эт ой сист ем ы им еет ра вн ом ерн у ю
шка лу .
         Д остоин ст ва м и приб оров элект род ин а м ической сист ем ы являю т ся:
возм ож н ост ь изм ерен ия ка к н а пост оян н ом , т а к и н а перем ен н ом т оке;
д ост а т очн а я т очн ост ь . К н ед оста тка м приб оров этой систем ы отн осят ся:
н ера вн ом ерн ост ь шка лы у а м перм етров и воль т м етров; чу вст витель н ост ь к
вн ешн им м а гн ит н ым полям ; б оль ша я чу вст вит ель н ост ь к перегру зка м .

Страницы