Всего на сайте:
303 тыс. 117 статей

Главная | Физика

Опишите принцип действия магнитоэлектрического измерительного механизма.  Просмотрен 58

  1. Чем истинное значение физической величины (ФВ) отличается от действительного значения ФВ
  2. Напишите уравнение Лагранжа, объясните необходимость противодействующего момента.
  3. Объясните назначение коэффициентов в формуле для угла поворота подвижной части магнитоэлектрического измерительного механизма.
  4. Опишите принцип действия электростатического (ЭС) измерительного механизма.
  5. Напишите формулы для угла поворота подвижной части электродинамических (ЭД) амперметра, вольтметра и ваттметра, и опишите назначение коэффициентов в них.
  6. Лекция 12. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТЕПЛОТЫ В РАБОТУ
  7. Определяющие уравнения для пути, пройденного по орбите
  8. Если сильная сторона моей модели является репродуктивной, то какие шаги я должен предпринять, чтобы развить в себе и продемонстрировать эту сильную сторону?
  9. Турбулентное движение жидкости.
  10. Машини для стиску та розширення газів
  11. Розвиток методики викладання фізики на Україні
  12. Магнитное поле

Основной составной частью магнитоэлектрических приборов является магнитоэлектрический измерительный механизм (преобразователь), в котором вращающий момент создается в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и проводника с током, выполняемого обычно в виде рамки (катушки), по которой протекает измеряемый ток.

Основными узлами магнитоэлектрического измерительного механизма являются магнитная система и подвижная часть. Конструктивно различают магнитоэлектрические механизмы с подвижной рамкой и с подвижным магнитом. Наиболее распространен механизм с подвижной рамкой. В свою очередь измерительные механизмы с подвижной рамкой делятся на механизмы с внешним магнитом и с внутренним магнитом

Ток к подвижной рамке подводится через две спиральные пружины. При протекании через нее тока i возникает вращающий момент, мгновенное значение которого Mвр t определяется выражением (7.2). Рамка перемещается в узком воздушном зазоре толщиной порядка 1 ÷ 2 мм, в котором создается радиальное магнитное поле с постоянной величиной магнитной индукции B. В этом случае магнитный поток, сцепляющийся с рамкой, будет определяться выражением

,

где S – площадь рамки, α – угол ее поворота.

Энергия электромагнитного поля, сцепляющегося с подвижной рамкой, с учетом энергии, запасаемой в самой рамке, определится выражением

,

где – потокосцепление подвижной рамки, w – число витков обмотки рамки, L – собственная индуктивность рамки. Поскольку от угла поворота рамки α зависит только потокосцепление Ψ, то для вращающего момента после дифференцирования согласно (7.2) получим

.

(7.6)

Противодействующий момент создается пружиной и определяется выражением (7.3). Из условия равновесия вращающего и противодействующего моментов

(7.7)

и с учетом (7.6) получим для установившегося угла поворота подвижной части измерительного механизма

, (7.8)

где – чувствительность измерительного механизма к току.

Из выражения (7.8) следует, что магнитоэлектрический измерительный механизм с механическим противодействующим моментом непосредственно является измерителем тока. Кроме того, поскольку SI есть величина постоянная, независящая от измеряемой величины и угла поворота подвижной части, прибор будет иметь равномерную шкалу.

При протекании через рамку постоянного тока I вращающий момент и угол поворота подвижной части соответственно будут равны

, . (7.9)

Если ток синусоидальный ( ), то мгновенное значение вращающего момента . Учитывая, что у магнитоэлектрических измерительных механизмов период собственных (свободных) колебаний подвижной части приблизительно одна секунда (частота собственных колебаний ), на частотах свыше 10 Гц она в силу своей инерционности не будет успевать реагировать на изменения тока. Вследствие этого, угол поворота подвижной части будет определяться средним за период T значением вращающего момента

. (7.10)

Таким образом, при синусоидальном токе и, соответственно, угол поворота подвижной части α равны нулю. Поэтому для измерений на синусоидальном токе магнитоэлектрические измерительные механизмы не применяют.

Периодический ток с периодом T несинусоидальной формы аналитически может быть представлен в виде разложения в ряд Фурье по гармоническим составляющим

,

где – постоянная составляющая, k – номер гармоники, – амплитуда k-ой гармоники, , – начальная фаза k-ой гармоники. В этом случае согласно (7.10) для среднего значения вращающего момента и угла поворота подвижной части получим

, ,

т. е. при протекании по рамке переменного несинусоидального тока магнитоэлектрический прибор будет измерять постоянную составляющую.

Область применения. Магнитоэлектрические измерительные механизмы с механическим противодействующим моментом применяются главным образом в амперметрах и вольтметрах постоянного тока, гальванометрах, а также в некоторых типах омметров.

 

Предыдущая статья:Напишите уравнение Лагранжа, объясните необходимость противодействующего момента. Следующая статья:Объясните назначение коэффициентов в формуле для угла поворота подвижной части магнитоэлектрического измерительного механизма.
page speed (0.1635 sec, direct)