1.8.4 Сурет. Электродинамикалық жүйе аспабының құрылысы мен вектролық диаграммасы

Электродинамикалық жүйедегі өлшеу аспабын айнымалы ток көзіне қосатын болсақ, онда 1 - қозғалмайтын орамнан ал, 2 - қозғалатын орамнан токтар өтеді.

Айналдырғыш моменттің ілездік мәні

.

Период ішіндегі орташа мәні

,

мұндағы - ток векторларының арасындағы ығысу бұрышы векторлық диаграммаға қараңыз. Ендеше көрсеткіш механизмнің шкаласы мынаған тең

егер аспаптың сезімталдығын төмендегіше өрнектесек

онда шкала теңдігі мынаған тең болады

.

Соңғы теңдіктен екенін көреміз, яғни мұндай жүйедегі аспап тізбектегі активті қуатты өлшеуге мүмкіндік береді және ваттметрлердің жұмыс жасау принципі осы принципке негізделген.

Электродинамикалық жүйе аспаптарының сезімталдығы төмен және өлшеу тізбегінен айтарлықтай қуат тұтынады, олар негізінен 0,1... 10 А ток және 300 В дейінгі кернеулер үшін қолданылады.

Электординамикалық жүйедегі ваттметрдің көрсеткіш құрылғысының бұрылу бұрышы өлшегіш орамдардан өтетін ток пен кернеу шамасына пропорциональ мына өрнекпен анықталады:

,

1.8.5 Сурет. Ваттметрдің бір фазалы айнымалы ток көзіне жалғану схемасы

Аспаптардың артықшылықтарына мыналар жатады:

- тұрақты және айнымалы ток тізбектерінде жұмыс істеуге жарамдылығы:

- тұрақты токты өлшеудің жоғары дәлдігі (дәлдік класы 0,1, ал керек болса 0,05);

- айнымалы ток және кернеу өлшеудің жоғары дәлдігі (дәлдік класы 0,2, ал керек болса 0,1);

- тұрақты және айнымалы токтың қуатын өлшегенде біркелкі және бірдей белгіленуі.

Аспаптардың кемшіліктеріне мыналар жатады:

- токтар мен кернеулерін өлшегенде шкаланың біркелкі еместігі, әсіресе шкаланың бас жағында;

- сыртқы магнит өрістерден аспап көрсеткіштерінің тәуелділігі;

- айнымалы ток жиілігінен аспап көрсіткештерінің тәуел-ділігі. Электродинамикалык аспаптар қалқалық және лаборатория-лық вольтметр, амперметр және вольтметр ретінде қолданады.

Аспаптарда электродинамикалык механизм фазометрлерде фазалар бұрыштарының ығысуын өлшеуге пайдаланады.

Ферродинамикалық аспаптар

Ферродинамикалық жүйе аспабының электродинамикалық-тан өзгешелігі олардың қозғайлмайтын орамы магнитөкізгішке оралады. Бұл сыртқы электромагнитті өрістерден қорғайды және үлкен айналдыру моментінің пайда болуына септігін тигізеді. Жұмыс жасау принципі бойынша олардың электродинамикалық-тан айырмашылығы жоқ.

Негізгі ерекшелігі сыртқы магнит өрістеріне төзімділігі, сезімталдығы жоғары және өлшеу тізбегінен аз қуат тұтынады.

Электростатикалық жүйесінің аспаптары

Электростатикалық аспаптардың жұмыс істеу негіздері электрлі зарядталған электродтардың өзара әрекетіне негізделген. Түзіліс жағынан электростатикалық аспаптар жазық конденсатордың бір түрі деп көрсетуге болады, өйткені қозғалатын бөлігінің орын ауыстыруы нәтижесінде сыйымдылық өзгереді. Қозғалмайтын 1 және қозғалатын 2 электродтардан құралған аспап 8.6-суретте көрсетілген.

1.8.6 Сурет. Электростатикалық аспатың құрылысы

Зарядталған электродтардың өзара әрекетті электростатикалық күштер айналдыру моментін туғызады.

Бұл моментің әсерімен қозғалатын электродтар бос кеңістікке тартылады да электродтардың арасындағы активтік аудан өзгереді, яғни сыйымдылық С өзгереді.

Аспаптың шкаласының теңдеу түрі мынадай болады:

Аспаптың шкаласы квадратты болғандықтан қосылған кернеудің қарама-қарсылығы өзгерген кезде айналу бағыт өзгермейді.

Басқаларға қарағанда, электростатикалық жүйенің аспаптары тек кернеуді ғана өлшейді.

Электростатикалық жүйесінің аспаптарының артықшылықтары:

- жоғары кіру кедергісі (10¹⁰) Ом;

- өте аз тұтыну қуаты;

- көрсеткіштердің кернеу қисығының түріне тәуелсіздігі;

- жиілік диапазонының кеңдігі.

Аспаптардың кемшілігіне мыналар жатады:

- шкаланың квадратты сипаты;

- айналдыру моменттің аздығы, ал сол себептен кіші кернеулі аспаптардың жоқтығы (минималды - 30 В);

- көрсеткіштердің сыртқы электростатикалық өрістерден тәуелділігі;

• салыстырмалы дәлдіктің төменділігі.

Электростатикалық жүйенің аспаптары жоғары вольтты сынау құрылғыларында үлкен кернеулерді өлшеуге қолданылады (киловольтметрлер).

Электронды күшейткішпен бірге оларды жоғары әсерлі айнымалы токтың электрометрлері және вольтметрлері ретінде қолданады.