USTRÓJ ELEKTROMAGNETYCZNY, Studia, Metrologia

Pobierz cały dokument ustroj.elektromagnetyczny.studia.metrologia.doc Rozmiar 407 KB

Fragment dokumentu:

Zasada działania i budowa ustroju elektromagnetycznego

     Zasada działania ustroju elektromagnetycznego polega na wzajemnym oddziaływaniu jednego lub kilku elementów ruchomych wykonanych z materiału ferromagnetycznego (rdzeni) i pola magnetycznego wytwarzanego przez jedną lub kilka cewek, w których płynie prąd mierzony lub prąd proporcjonalny do mierzonego napięcia.

 Obecnie najczęściej budowane są ustroje o okrągłej cewce. W ustrojach tych oprócz rdzenia ruchomego jest jeszcze rdzeń nieruchomy, który służy między innymi do nastawiania maksymalnego odchylenia organu

Ustrój elektromagnetyczny o okrągłej cewce i dwóch rdzeniach 1 — rdzeń nieruchomy, 2 — rdzeń ruchomy, 3 — cewka

ruchomego przy znamionowych amperozwojach cewki. Zmiana położenia tego rdzenia powoduje również zmianę charakteru podziałki miernika.

Pole magnetyczne wytworzone w cewce powoduje magnesowanie się dwu rdzeni. Rdzenie wskutek jednoimiennego magnesowania odpychają się, powodując odchylenie wskazówki.
    

 Energia pola magnetycznego cewki:
     

gdzie L — indukcyjność cewki miernika.

     Energia ta zależy od położenia organu ruchomego, czyli od kąta odchylenia alfa. Jest to zrozumiałe, ponieważ indukcyjność cewki zależy od położenia rdzeni względem siebie.
     

Moment napędowy jest proporcjonalny do zmiany energii pola magnetycznego cewki, a zatem
     

Podany wzór określa wartość momentu napędowego zarówno przy prądzie stałym, jak i przy prądzie przemiennym. W tym ostatnim przypadku I oznacza wartość skuteczną prądu.    

Gdy organ ruchomy ustroju znajduje się w położeniu ustalonym wówczas moment napędowy jest równy momentowi zwracającemu
     M = M_z
a ponieważ moment zwracający wytwarza w mierniku elektromagnetycznym sprężyna spiralna lub taśmy zawieszeniowe,

więc
     M_z = k*α
Można zatem napisać
     

a z tego
     

Zależność między odchyleniem organu ruchomego a wartością prądu jest więc nieliniowa. Podziałka miernika jest nierównomierna.
     

Mierniki elektromagnetyczne należą do mierników konstrukcyjnie prostych i niezawodnych w eksploatacji — nie mają bowiem cewki ruchomej, a więc nie ma potrzeby doprowadzania prądu do organu ruchomego. Wykonuje się je jako amperomierze i woltomierze prądu przemiennego i prądu stałego we wszystkich klasach dokładności, przy czym mierniki tablicowe są zwykle przeznaczone tylko do pomiarów prądu przemiennego i wyskalowane są w wartościach skutecznych.

W obwodach prądu stałego mierniki elektromagnetyczne są stosowane rzadko, gdyż nie mają one lepszych właściwości metrologicznych niż mierniki magnetoelektryczne (dotyczy to zwłaszcza poboru mocy z obwodu kontrolowanego).

Amperomierze elektromagnetyczne

Pobierz cały dokument ustroj.elektromagnetyczny.studia.metrologia.doc rozmiar 407 KB