Приборы электродинамической системы

Приборы электродинамической системы применяют для измерения напряжения, тока или мощности в цепях переменного и постоянного тока.

Действие электродинамических приборов основано на взаимодействии проводников с токами.

Прибор имеет неподвижную катушку, которая содержит небольшое число витков толстой проволоки, и подвижную катушку с большим числом витков тонкой проволоки, размещенную внутри неподвижной. На оси подвижной катушки укреплены стрелка и пружины, предназначенные для подведения тока и создания противодействующего момента. Нижний конец стрелки оканчивается поршнем воздушного успокоителя. В связи с чувствительностью прибора к внешним магнитным полям применение магнитного успокоителя в данной системе недопустимо. При включении прибора в цепь по катушкам проходит ток и, возникающие магнитные поля вызывают появление электродинамической силы, которая стремится повернуть подвижную систему так, чтобы магнитные поля обеих катушек совпадали по направлению. Если допустить, что по катушкам прибора проходят одинаковые токи, то сила взаимодействия катушек (и вращающий момент) будет пропорциональна квадрату силы тока: F=kI². Поэтому электродинамические амперметры имеют неравномерную шкалу.

При включении прибора в сеть переменного тока направление вращающего момента не изменится, так как направление тока изменяется одновременно в обеих катушках. В цепях переменного ток приборы данной системы показывают действующие значения измеряемой величины.

В случае использования прибора для измерения напряжения подвижную и неподвижную катушки соединяют последовательно. Такое же соединение применяют при измерении небольших токов (до 0,5А). При измерении токов большей величины катушки прибора соединяют параллельно.

Когда измеряют мощность, неподвижную катушку включают последовательно, а подвижную — параллельно. В последнем случае через неподвижную катушку будет проходить ток нагрузки, а через подвижную - ток, пропорциональный напряжению на нагрузке, что вызовет возникновение вращающего момента, пропорционального мощности, потребляемой нагрузкой (P=UI). По этой причине электродинамические ваттметры имеют равномерную шкалу.

Достоинства электродинамических приборов - пригодность для измерения в цепях переменного и постоянного тока, возможность использования для измерения напряжения, силы тока или мощности, высокая точность, равномерность шкалы (у ваттметров).

Недостатки - сравнительно большое потребление мощности (при измерении токов и напряжений), чувствительность к внешним магнитным полям и перегрузкам, высокая стоимость.

Электродинамические приборы со стальным сердечником называются ферродинамическими.

Однако с применением стали уменьшается точность прибора вследствие влияния гистерезиса и вихревых токов. Поэтому приборы ферродинамической системы для точных измерений не пригодны. Они используются в основном в качестве регистрирующих приборов и щитовых ваттметров.