7. Магнитоэлектрические приборы

Принцип действия магнитоэлектрических (МЭ) приборов определяется взаимодействием магнитного поля постоянного магнита и катушки с током. Существуют как с подвижной катушкой, так и с подвижным магнитом (более распространенный).

О сновными узлами МЭ измерительного механизма является магнитная система и магнитная часть.

Магнитная система состоит из:

1. постоянный магнит является источником магнитного поля

2. магнитопровод передает магнитное поле в зазор

3. полюсные наконечники, с цилиндрической расточкой

4. цилиндрический сердечник (неподвижен)

В се эти эл-ты готовятся из ферромагнитных материалов. Магнит делается из магнитожесткого материала (обладающий большой коэрцитивной силой)

В се остальные элементы выполняются из магнитомягкого материала

Длина воздушного зазора по радиусу 1-2 мм

Провод в обмотке медный или алюминиевый (диаметром d=0.003-0.2 мм)

Катушки бывают каркасные и бескаркасные (каркас из Аl d=0,1-0,2 мм) (провода склеиваются лаком).

И спользуется магнито-индуктивного успокоения, но без спец. успокоителей.

При движении катушки в поле постоянного магнитного момента успокоения создается за счет взаимодействия вихревых токов возникающих в обмотке с полем магнита. Если этот момент недостаточен, то на катушку наматывается несколько короткозамкнутых витков, не участвующих в создании вращающего момента, но создающие момент успокоения

Сердечника и концентричекой расточкой полюсных наконечников, поле в зазоре радиальное и равномерное так, что индукция в зазоре В величина постоянная.

М – вращающ. Момент W – электр. Кин. Энергия

Вращающий момент создается только за счет 3-его слагаемого W_вз катушки с током и полем постоянного магнита.

ψ – потокосцепление, i - ток в катушке (мгновенное значение)

ω – число витков, Ф – поток

В – индукция (Тл), S – площадь катушки, α – угол отклонения в радианах

Если , то мгновенное значение вращающего момента , т.е. вращающий момент механизма меняется с изменением переменного тока.

Работа магнитоизмерительного механизма зависит от частоты колебаний переменного тока и собственных колебаний.

Для магнит. – эл. измерительных механизмов, которые в амперметрах, омметрах и вольтметрах рад/с Гц.

Для обычных приборов 1 Гц (частота собственных колебаний), тогда как в сети 50 Гц.

На постоянном токе (вращ. момент). Если противодейств. момент создается пружинными элементами, то , где W – удельный противодействующий момент

=S_I – чувствительность магн.-эл. ИМ к току

Т.к. S_I=const, то α~I и шкала у этих приборов равномерная

Достоинства магн.-эл. ИМ:

1. относятся к числу наиболее точных приборов: класс вплоть до 0,1 (это самый высокий класс). Это объясняется нормированной шкалой (нет погрешности градуировки) (погрешность начала отсчета)

2. малое влияние внешних магнитных полей (В=<0,5 Тл), поскольку собственное поле велико. Потом в конструкции, где вращающийся элемент, не проникают внешние магнитные поля.

3. не влияют электрические поля

4. возможная высокая чувствительность

5. возможно малое собственное потребление (говорят «мощности» хотя правильно энергии)

В гальванометре высокая чувствительность S_I = 10¹² дел/А =мм

Недостатки магн.-эл. ИМ:

1. возможность использоваться только в цепях постоянного тока

2. малаяперегрузочная способность (очень быстро перегорают тоководы – спирал. пружины, подводы)

3. сложная и относительно дорогая конструкция