В электромагнитных механизмах (рис. 2.13) для создания вращающего момента используют действие магнитного поля катушки с током на подвижный пермаллоевый лепесток, эксцентрично насаженный на оси прибора.
1 – катушка стационарная;
2 – лепесток пермаллоевый;
3 – пружина;
4 – ось;
5 – демпфер;
6 – стрелка со шкалой;
Противодействующий момент создается спиральной пружиной 3. При прохождении по неподвижной плоской катушке измеряемого тока / возникает магнитное поле, которое, воздействуя на лепесток 2, стремится расположить его так, чтобы энергия магнитного поля была наибольшей, т. е. втянуть лепесток внутрь катушки. Подвижная часть механизма поворачивается до тех пор, пока вращающий момент не станет равным противодействующему моменту. Энергия магнитного поля катушки с током , где L — индуктивность катушки. Вращающий момент
Угол отклонений подвижной части механизма определяют из равенства Мвр = Мпр
(W – предельный момент отклонения)
- угол отклонения подвижной части.
|
|
Шкала прибора квадратична, поэтому она в начале сжата, а в конце растянута. Поскольку является функцией , знак угла поворота не зависит от направления тока в катушке, поэтому электромагнитные приборы одинаково пригодны для измерения в цепях постоянного или переменного тока. Если по катушке пропустить переменный ток i, то мгновенное значение вращающего момента:
Прибор реагирует на среднее значение вращающего момента
и одинаковую пригодность для измерений в цепях постоянного и переменного тока:
- I – среднеквадратичное значение тока, T- период переменного тока.
К достоинствам электромагнитных приборов следует отнести: простоту и надёжность, хорошую перегрузочную способность и одинаковою пригодность для измерения в цепях постоянного и переменного тока.
К недостаткам - большое собственное потребление энергии, невысокую точность (при измерениях в цепях постоянного тока сказывается явление гистерезиса в ферромагнитном лепестке), малую чувствительность, влияние внешних магнитных полей из-за слабого собственного магнитного поля.
Электромагнитные приборы применяют как измерители тока и напряжения преимущественно в цепях переменного тока промышленной частоты в качестве щитовых приборов классов 1,0 и 1,5 и многопредельных лабораторных классов 0,5 и 1,0. Использование их в цепях повышенной и высокой частоты недопустимо из-за больших дополнительных частотных погрешностей.