Электричество Явление термоэлектричества Полупроводниковый выпрямитель Изучение колебательного контура Постоянный ток Сегнетоэлектрики Пьезоэлектрический эффект Работа и мощность тока.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КРАТКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРОВ

МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СИСТЕМ

 Магнитоэлектрический прибор. Работа приборов магнитоэлектрической системы основана на принципе взаимодействия катушки с током и поля постоянного магнита. На рис. 4 показано устройство приборов этой системы. Подковообразный магнит I, изготовленный из жесткой стали, создает сильное магнитное поле. К концам магнита привернуты полюсные наконечники N и S из мягкой стали. Между полюсными наконечниками неподвижно укреплен железный цилиндр 2, служащий для уменьшения сопротивления магнитной цепи. Кроме того, цилиндр 2 играет и. другую роль. Магнитные линии выходят из полюсных наконечников, и в силу того, что магнитная проницаемость железа значительно больше, чем у воздуха, радиально входят в цилиндр, образуя в воздушном зазоре практически однородное магнитное поле. Цилиндр охватывает алюминиевая рамка 3 с намотанной на ней катушкой, .выполненной из изолированной медной проволоки. Рамка укреплена на двух полуосях, на одной из которых находится стрелка 4, двигающаяся вдоль шкалы 5 при повороте рамки. Противодействующий момент создается двумя плоскими спиральными пружинами 6, которые одновременно служат для подвода тока к обмотке прибора. При пропускании тока по виткам катушки (обмотки) он взаимодействует с магнитным полем магнита, в результате чего возникает пара сил Ампера. Под действием этой пары сил рамка с катушкой будет поворачиваться до тех пор, пока вращающий момент Мвр пары сил не уравновесится противодействующим моментом Мпр, создаваемым упругостью закрученных пружин. Рамка будет неподвижна при Мвр=Мпр ; Мвр=С1I, где С1 – постоянная, зависящая от размеров рамки, числа витков ее обмотки и вектора магнитной индукции магнитного поля, Мпр=с2  с2 - модуль кручения пружин,  - угол закручивания пружин (угол поворота рамки). Следовательно, с1  I=c2  ,

 =  I=АI , т.е. угол поворота рамки с током прямо пропорционален измеряемому току. Это обеспечивает равномерность шкалы прибора.

Магнитоэлектрические приборы являются наиболее чувствительными и точными из всех существующих приборов с непосредственным отсчетом. Основным недостатком приборов этой системы является использование их только для измерений в цепях постоянного тока.

 

Электромагнитный прибор. Принцип действия прибора основан на взаимодействии магнитного поля катушки I (рис.5), по которой протекает измеряемый ток, с железным сердечником 2, являющимся подвижной частью прибора. Железный сердечник закреплен эксцентрично на оси 5 и может входить в щель катушки, поворачиваясь вокруг оси. Под действием магнитного поля катушки сердечник, стремясь рас положиться так, чтобы его пересекало возможно больше силовых линий, втягивается в катушку по мере увеличения в ней силы тока. Противодействующий момент создается спиральной пружиной 4 . Электромагнит ный прибор снабжен воздушным успокоителем, представляющим собой ка меру 3, в которой перемещается алюминиевый поршень 6 (демпфер). При повороте сердечника поршень встречает сопротивление воздуха, вследствие чего колебания подвижной системы прибора затухают. Изменение величины тока в катушке вызывает непропорциональное изменение угла  поворота стрелки, поскольку вращающий момент, действующий на

Рис.5

подвижную систему, зависят от квадрата силы тока (Мвр ~ I2).

Прибор электромагнитной системы универсален - он пригоден для измерений  в цепях переменного и постоянного тока.

 

 

 

Термин постоянный ток не совсем корректен: в действительности для постоянного тока неизменным является прежде всего значение напряжения (измеряется в Вольтах), а не значение тока (измеряется в Амперах), хотя значение тока также может быть неизменным. Путаница возникла в результате того, что термин ток употребляется для описания электрических процессов вообще
Лабораторная работа по физике Изучение электронного осциллографа