Приборы электромагнитной системы

Приборы данной системы предназначены для измерения силы тока и напряжения в цепях переменного и постоянного тока. Принцип действия приборов электромагнитной системы основан на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки (1), по которой протекает измеряемый ток, с подвижным ферромагнитным сердечником (2) специальной формы, соединенным со стрелкой (рисунок 2). Сердечник закреплен эксцентрично на оси и может входить в щель катушки, поворачиваясь вокруг оси (3), закрепленной на пружинах (4).

Магнитное поле катушки пропорционально току. Намагниченность железного сердечника пропорционально и тоже возрастает с увеличением тока. В результате приближенно можно считать, что в электромагнитном приборе вращающий момент М ₂ пропорционален квадрату тока: М ₂ =k ₂ I ², где k ₂ - коэффициент, зависящий от конструкции прибора.

Противодействующий момент М ₁, создаваемый пружиной, пропорционален углу поворота подвижной части прибора: М ₁ =k ₁j, где k ₁ - коэффициент, зависящий от упругих свойств пружины. Равновесие стрелки достигается при равенстве моментов М ₁ = М ₂, при этом угол поворота равен j= kI ². Следовательно, шкала прибора неравномерная.

Показания приборов электромагнитной системы определяются квадратом тока и не зависят от его направления; с изменением направления тока меняется одновременно как направление магнитного поля, так и полярность намагничивания сердечника, поэтому приборы электромагнитной системы применяются для измерения как на постоянном, так и на переменном токе низкой частоты. За счет специальной формы сердечника удается большую часть шкалы сделать почти равномерной, однако в начале шкалы присутствует нелинейный участок.

Достоинствами приборов электромагнитной системы являются: возможность измерения переменного и постоянного тока, простота конструкции, выносливость в отношении перегрузок. К недостаткам приборов этой системы относятся: неравномерность шкалы, меньшая точность, чем в магнитоэлектрических приборах, зависимость показаний от внешних магнитных полей, зависимость показаний от частоты. Электромагнитные амперметры и вольтметры получили широкое применение как щитовые приборы для переменного тока. Пределы измерения у амперметров до 200 А, у вольтметров до 600 В.