Всего на сайте:
303 тыс. 117 статей

Главная | Физика

Опишите принцип действия электростатического (ЭС) измерительного механизма.  Просмотрен 42

  1. Чем истинное значение физической величины (ФВ) отличается от действительного значения ФВ
  2. Напишите уравнение Лагранжа, объясните необходимость противодействующего момента.
  3. Опишите принцип действия магнитоэлектрического измерительного механизма.
  4. Объясните назначение коэффициентов в формуле для угла поворота подвижной части магнитоэлектрического измерительного механизма.
  5. Напишите формулы для угла поворота подвижной части электродинамических (ЭД) амперметра, вольтметра и ваттметра, и опишите назначение коэффициентов в них.
  6. Клапейрона-Менделєєва.
  7. Как лучше использовать цветных слуг.
  8. Лекция 3.2. Формирование желаемой частотной характеристики следящей системы
  9. Циклы газотурбинных установок.
  10. Тренер команды-мечты обеспечивает необходимую для успеха поддержку
  11. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПОТЕРИ НАПОРА
  12. E) Все утверждения являются верными.

В электростатических приборах вращающий момент создается в результате взаимодействия двух систем заряженных пластин, одна из которых является неподвижной.

Применяются две конструкции электростатических приборов. В первой под действием разности потенциалов подвижные пластины 1 стремятся втянуться между неподвижными 2, изменяя при этом активную площадь взаимодействия пластин (такая конструкция применяется в вольтметрах на низкие напряжения до единиц киловольт). Для увеличения чувствительности при этом применяется световой указатель, зеркальце 3 которого непосредственно крепится на подвижной части. Растяжки 4 создают противодействующий момент. Во второй конструкции разность потенциалов изменяет расстояние между пластинами (эта конструкция применяется в вольтметрах на большие напряжения до сотен киловольт – в киловольтметрах).

Условное обозначение электростатических приборов представлено в табл. 7.1. По существовавшей классификации в названии типа этим приборам была присвоена буква С (например, С511).

Энергия электростатического поля системы заряженных тел

,

где С – электрическая емкость между подвижными и неподвижными пластинами, u – напряжение (разность потенциалов) между ними.

Мгновенный вращающий момент, определяемый выражением (7.2), будет равен

= .

Если приложенное напряжение постоянно ( ), то вращающий момент

.

Если , то мгновенное значение вращающего момента

. (7.23)

Как видно из выражения (7.23), мгновенный вращающий момент имеет постоянную и гармоническую составляющие. При этом на частотах свыше 10 Гц подвижная часть измерительного механизма в силу своей инерционности не будет успевать реагировать на изменения напряжения. Вследствие этого, угол поворота подвижной части будет определяться средним за период T значением вращающего момента

, (7.24)

где U – действующее значение измеряемого синусоидального напряжения.

Если измеряется напряжение несинусоидальной формы с периодом T, которое аналитически может быть представлено в виде разложения в ряд Фурье по гармоническим составляющим

,

где – постоянная составляющая, k – номер гармоники, – амплитуда k-ой гармоники, , – начальная фаза k-ой гармоники, то согласно (7.24) получим для среднего значения вращающего момента следующее выражение:

.

Здесь , , , … – постоянная составляющая и действующие значения гармонических составляющих напряжения, U – действующее значение переменного несинусоидального напряжения. Поскольку противодействующий момент создается упругим элементом, то в соответствии с (7.3) и (7.7) угол поворота подвижной части (для всех трех рассмотренных видов напряжения)

. (7.25)

Из выражения (7.25) следует, что:

- зависимость угла поворота подвижной части от напряжения не линейна;

- поворот подвижной части одинаков как при постоянном напряжении, так и при переменном, имеющем действующее значение, равное значению постоянного напряжения;

- показание прибора не зависит от формы кривой измеряемого напряжения.

Линейную зависимость угла поворота α от напряжения получают для значительной части рабочего диапазона показаний, изготавливая подвижные пластины специальной формы, при которой является требуемой функцией α.

 

Каковы достоинства и недостатки ЭС приборов?

К достоинствам электростатических приборов относятся:

в первую очередь, очень малое собственное потребление мощности от измеряемой цепи.

достаточно широкий диапазон рабочих частот и возможность изготовления вольтметров для измерения больших напряжений до сотен киловольт без применения громоздких, дорогих и потребляющих большую мощность добавочных резисторов и измерительных трансформаторов

 

Однако электростатические приборы имеют малую чувствительность, их шкала равномерна в пределах только 25 – 100% и на них оказывают сильное влияние внешние электростатические поля, для защиты от которых измерительный механизм помещается в заземляемый металлический экран.

 

Предыдущая статья:Объясните назначение коэффициентов в формуле для угла поворота подвижной части магнитоэлектрического измерительного механизма. Следующая статья:Напишите формулы для угла поворота подвижной части электродинамических (ЭД) амперметра, вольтметра и ваттметра, и опишите назначение коэффициентов в них.
page speed (0.1011 sec, direct)