Приборы электродинамической системы

Принцип действия электродинамических приборов основан на взаимодействии магнитных потоков, создаваемых токами, протекающими по двум рамкам (катушкам 1), из которых одна подвижная, другая неподвижная. На рис. 3 показана схема устройства прибора электродинамической системы.

Неподвижная катушка (1) состоит из двух разделенных небольшим зазором одинаковых частей, обмотки которых соединены последовательно между собой. Внутри неподвижно закрепленной катушки (1) может вращаться на оси подвижная катушка (2), с которой жестко связана стрелка (3), перемещающаяся по шкале. Противодействующий момент создается спиральными пружинами (4). Измеряемый ток проходит через обе катушки. В результате взаимодействия магнитного поля неподвижной катушки и тока в подвижной создается вращающий момент M ₁, под влиянием которого подвижная катушка будет стремиться повернуться так, чтобы плоскость ее витков стала параллельна плоскости витков неподвижной катушки, а их магнитные поля совпадали бы по направлению. Этому противодействуют пружины, вследствие чего подвижная катушка устанавливается в положение, когда вращающий момент становится равным противодействующему. Вращающий момент M ₁, условленный взаимодействием магнитных потоков:

M ₁ =k ₁ I ₁ I ₂,

где: I ₁ – величина тока, протекающего по неподвижной катушке;

I ₂ – величина тока, протекающего по подвижной катушке;

k ₁ – коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции прибора.

Под действием M ₁ подвижная рамка повернется на угол j, тогда создаваемый пружиной противодействующий момент

M ₂ =k ₂j.

Из условия равенства моментов получаем, что j =kI ₁ I ₂, где .

Из формулы видно, что шкала электродинамического прибора неравномерная. Однако подбором конструкции катушек можно улучшить шкалу, т.е. приблизить к равномерной.

В зависимости от назначения приборов рамки соединяют или параллельно, или последовательно. Если катушки прибора соединены параллельно, то он может быть использован в качестве амперметра и измерять силу тока более 0,5 А. Если же катушки соединить последовательно и присоединить к ним добавочное сопротивление, то прибор может быть использован как вольтметр или амперметр для измерения малых токов (менее 0,5 А).

Электродинамические приборы применяют для измерения постоянного и переменного токов (амперметры, вольтметры, ваттметры).

Пригодность этих приборов для переменного тока обусловлена тем, что при одновременном изменении направления тока в обеих рамках направление вращения подвижной части остается неизменным.

Достоинствами приборов электродинамической системы являются: возможность измерения как на постоянном, так и на переменном токе, достаточная точность. К недостаткам приборов этой системы относятся: неравномерность шкалы амперметров и вольтметров, чувствительность к перегрузкам.