8. Приборы электродинамической и ферродинамической систем. Однофазный индукционный счетчик электрической цепи.

9. Расчет цепей постоянного тока при последовательном и параллельном соединении пассивных приемников.

Последовательное и параллельное соединение элементов электрической цепи.

Если несколько резисторов соединены один за другим без разветвлений и по ним протекает один и тот же ток, такое соединение называется последовательным.

При таком соединении:

I = const, (1.20),(1.21)

Если сопротивления равны, т. е, то(1.22),а(1.23).

Параллельным соединением приемников называется такое соединение, при котором к одним и тем же двум узлам электрической цепи присоединяется несколько ветвей.

При таком соединении:

U = const, (1.24),(1.25).

Если сопротивления равны, то (1.26), а(1.27).

Последовательное и параллельное соединение ЭДС.

При последовательном соединении ЭДС один источник ЭДС следует за другим. Возможны два случая включения последовательно: согласованное и встречное. При согласованном включении ЭДС складываются при встречном вычитаются. По второму закону Кирхгофа можем записать:

(1.28)

Отсюда

(1.29)

При последовательном соединении источников с одинаковыми параметрами

(1.30)

При параллельном соединении источников с одинаковыми параметрами их общая ЭДС не изменится, но уменьшатся токи через каждый источник и внутреннее сопротивление общего источника. При одинаковых источниках ЭДС:

(1.32)

10. Приборы магнитоэлектрической и электромагнитной схем. Магнитоэлектрическая система

содержат постоянный магнит — 1, к которому крепятся полюса — 2. В межполюсном пространстве расположен стальной цилиндр — 3 с наклеенной на него рамкой — 4. Ток в рамку подается через две спиральные пружины -5. Принцип действия прибора основан на взаимодействии тока в рамке с магнитным полем полюсов.

Прибор магнитоэлектрической системы

Это взаимодействие вызывает вращающий момент, под действием которого рамка и вместе с ней цилиндр повернутся на угол. Спиральная пружина, в свою очередь, вызывает противодействующий момент.

Так как вращающий момент пропорционален току, M = kI, а противодействующий момент пропорционален углу закручивания пружин M_пр = D_α, то можно написать:

где k и D — коэффициенты пропорциональности. Из написанного следует, что угол поворота рамки:

А ток в катушке:

где S_I = α/I — чувствительность прибора к току, определяемая числом делений шкалы, соответствующая единице тока; C_I — постоянная по току, известная для каждого прибора.

Следовательно, измеряемый ток можно определить произведением угла поворота (отсчитывается по шкале) и постоянной по току C_I.

Достоинства магнитоэлектрической системы

• высокую точность и чувствительность;

• малое потребление энергии.

Недостатки магнитоэлектрической системы

• сложность конструкции;

• чувствительность к перегрузкам;

• возможность измерять только постоянный ток (без дополнительных средств).

Электромагнитная система

Приборы этой системы имеют неподвижную катушку — 1 и подвижную часть в виде стального сердечника — 2, связанного с индикаторной стрелкой — 3 противодействующей пружины — 4.

Измеряемый ток, проходя по катушке, намагничивает сердечник и втягивает его в катушку. При равенстве вращающего и тормозящего моментов система успокоится. По углу поворота подвижной части определяют измеряемый ток (см. измерение тока).

Среднее значение вращающего момента пропорционально квадрату измеряемого тока: Так как тормозящий момент, создаваемый спиральными пружинами, пропорционален углу поворота подвижной части, уравнение шкалы прибора запишем в виде:

Другими словами, угол отклонения подвижной части прибора пропорционален квадрату действующего значения переменного тока.