Приборы магнитоэлектрической системы

Приборы этой системы предназначены для измерения силы тока и напряжения в цепях постоянного тока. Принцип действия приборов магнитоэлектрической системы основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита с током, протекающим по обмотке легкой подвижной катушки (рамки). Схема магнитоэлектрического прибора показана на рисунке 1.

Прямоугольная рамка с n витками изолированного провода (4), по которым проходит измеряемый ток I, находится в кольцевом зазоре. За счет постоянного магнита (2) с полюсными наконечниками (1) и цилиндрического сердечника (3) в зазоре создается радиальное магнитное поле величиной . Рамка удерживается в зазоре и может вращаться на оси (5). При отсутствии тока рамка с прикрепленной к ней стрелкой удерживается на нулевом делении шкалы двумя пружинами. В чувствительных приборах вместо осей и спиральных пружинок используются две ленточные растяжки. Измеряемый ток подводится к виткам через пружинки или растяжки.

При протекании через витки измеряемого тока появляется вращающий рамку момент сил , где - магнитный момент рамки с током I,вектор S - численно равен площади витка и направлен перпендикулярно их плоскости, п - число витков в катушке. Угол поворота определя­ется равенством моментов M ₁ =k ₁j - момент сил спиральных пружин; М ₂ =k ₂ I - момент сил, обусловленный протеканием тока в рамке. Угол пропорционален измеряемому току, в котором и градуируется шкала прибора.

При включении постоянного тока рамка приходит в равновесие в режиме затухающего колебательного процесса. Для сокращения времени установления равновесных показаний прибор конструируют так, чтобы частота колебаний подвижной системы w»0 и время прихода к равновесию было минимальным. Этого добиваются введением специ-альных демпфирующих устройств - воздушных, электромагнитных и т.д.

Достоинствами магнитоэлектрических приборов являются: высокая чувствительность, точность показаний, чувствительность к внешним магнитным полям, малое потребление энергии, равномерность шкалы, апериодичность (стрелка быстро устанавливается на соответствующее деление почти без колебаний). К недостаткам приборов этой системы относятся: возможность измерения только в цепи постоянного тока, чувствительность к перегрузкам.

Область применения магнитоэлектрических приборов весьма обширна. Они применяются в качестве амперметров, вольтметров постоянного тока, как при технических измерениях, так и при контрольных лабораторных измерениях. Некоторые приборы магнитоэлектрической системы, имеющие на шкале рисунок диода, снабжены устройством, выпрямляющим ток - "детектором" и могут использоваться для измерений в цепях переменного тока.