Электродинамические приборы

Из уравнения (58) следует, что при одновременном изменении на­ правлений тока знак угла отклонения не меняется, поэтому электро­ динамические приборы могут применяться как в цепях постоянного, так и переменного тока; шкалы приборов неравномерные, однако, изменяя формы катушек и их взаимное расположение, можно варь­ ировать величину дМЛ2/да, т. е. организовать практически равномер­ ную шкалу.

При протекании по катушкам переменных токов (мгновенные

Из-за своей инерции подвижная часть реагирует на среднее значе­ ние момента

где ф — сдвиг фаз между токами силы 12 и / 2; /, = / 1т /]/"2; / 2 = = l2m/V2 — действующие значения силы тока в катушках ( /,та и

/2/п — амплитудные значения силы токов).

Сучетом выражений (60) и (2) для приборов, используемых в це­ пях переменного тока,1

Рис. 27. Схема измерительного механизма электродинамического прибора

о

Достоинствами электродинамических приборов являются: вы­ сокая точность (класс точности до 0,05), возможность использования в цепях постоянного и переменного тока. К недостаткам относятся: меньшая по сравнению с магнитоэлектрическими приборами чувст­ вительность, ощутимое влияние внешних магнитных полей (для уменьшения этого влияния измерительный механизм прибора по­ мещают в металлический экран), сравнительно большое потребле­ ние энергии.

На базе электродинамических приборов выпускаются ампермет­ ры, вольтметры, ваттметры, частотометры и фазометры. Ампермет­ ры и вольтметры изготовляют главным образом в виде переносных приборов высокого класса точности (0,05; 0,1; 0,2 и 0,5) с пределами измерений 10-2 10 А и 7,5 ... 600 В (при больших значениях силы тока и напряжений приборы используют с измерительными транс­ форматорами).

У амперметров данного типа при измерении силы тока до 0,5 А подвижная и неподвижная катушки соединены последовательно (рис. 28, а), при измерении больших сил тока для исключения пере­ грева катушек — параллельно (рис. 28, б). Схема подключения вольтметра показана на рис. 28, в, ваттметра — на рис. 28, г. Не­ подвижная катушка ваттметра образует его токовую обмотку и под­ ключается последовательно с нагрузкой Rn, подвижная образует об­ мотку напряжения и подключается параллельно Так как на­ правление отклонения подвижной части ваттметра зависит от взаим­ ных направлений токов в катушках, то для обеспечения правильно­ сти подключения прибора в цепь один из зажимов каждой из обмо­

Принцип работы приборов основан на взаимодействии двух сис­ тем заряженных пластин, одна из которых подвижна. Неподвижная

система состоит из двух параллельных металлических пластин 1 (рис. 29), а подвижная — из секторообразных алюминиевых пластин 2, укрепленных на оси 5, на которой установлен также стрелочный указатель 4 и один конец противодействующей пружины 3.

Если к неподвижным и подвижным пластинам подвести измеряе­ мое напряжение U, то они окажутся заряженными противополож­ ными по знаку зарядами, в результате чего под действием электро­ статических сил притяжения подвижные пластины будут стремиться войти между неподвижными и занять такое положение, при котором энергия электрического поля W9 = 0,5 CU2 (С — емкость системы заряженных пластин) будет наибольшей. Поворот подвижных пла­ стин вызывает закручивание пружин или растяжек, создающих про­ тиводействующий момент.

Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора,

Из выражения (63) следует, что электростатические приборы мо­ гут применяться для измерения напряжения в цепях постоянного и переменного тока и что шкалы приборов неравномерны [для прибли­ жения шкалы к равномерной выбирают соответствующим образом форму подвижных и неподвижных пластин, т. е. задаются опреде­ ленным законом изменения: дС = / (да)].

Для повышения чувствительности приборов увеличивают число подвижных и неподвижных пластин, подвижную часть выполняют на растяжках и применяют световой указатель. Для успокоения под­ вижной части применяются как воздушные, так и магнитоиндукци­ онные успокоители.

На базе электростатических приборов в основном строятся вольт­ метры, которые из-за низкой чувствительности измерительного ме­

Достоинствами приборов являются: малое потребление энергии, практически независимость показаний от частоты питающего тока,

1 т

Рис. 29. Схема измери­ тельного механизма элект­ ростатического прибора