Электромагнитные приборы, принцип их действия

Приборы этой системы имеют наиболее простую конструкцию (рис. 4). Для создания вращающегося момента используется силовое действие магнитного поля неподвижной катушки 1 на подвижный ферромагнитный сердечник 2. Под влиянием магнитного поля, созданного измеряемым током I, магнитный сердечник 2 втягивается в катушку, поворачивая ось 3 с указательной стрелкой 4. Сила F, с которой сердечник втягивается в катушку, зависит от величины тока I и магнитной индукции в самом сердечнике. Приближенно принимают, что сила F и обусловленный ею момент М_вр пропорционален квадрату измеряемого тока, проходящего через катушку. Момент М_вр при определенном угле поворота уравновешивается противодействующим моментом М_пр, создаваемым пружиной 5. Стрелка устанавливается на определенном делении шкалы при равенстве моментов М_вр = М_пр. Угол отклонения стрелки прибора: a = с·I² прямо пропорционален квадрату величины измеряемого тока I, (где с – коэффициент пропорциональности). Шкала прибора из-за квадратичного характера зависимости между углом отклонения подвижной части a и током I неравномерная (см. рис. 4). Поскольку шкала неравномерная, измерения, проводимые в начале шкалы имеют либо очень большую погрешность, либо вообще невозможны (сектор [0 ¸ 0,3] - так называемая “зона нечувствительности” данного прибора).

Прибор пригоден для измерения как постоянного, так и переменного тока, так как изменение направления тока на обратный не меняет знака угла a отклонения подвижной части (т. к. угол отклонения пропорционален квадрату тока). Показания приборов при измерениях на переменном токе равны действующему (среднеквадратичному) значению измеряемой величины и не зависят от формы кривой измеряемых токов и напряжений.

Достоинства электромагнитных приборов: простота конструкции и низкая стоимость; пригодность для работы в цепях постоянного и переменного токов; надежность и устойчивость к перегрузкам.

Рис. 4.

Устройство прибора электромагнитной системы

Недостатки: низкая точность и чувствительность, так как магнитный поток большую часть пути проходит по воздуху; большое собственное потребление энергии; зависимость показаний от внешних магнитных полей; неравномерная шкала.

Класс точности приборов данной системы не выше 1,5. Условное обозначение прибора электромагнитной системы показано на рис. 2 в правом нижнем углу.