Приборы магнитоэлектрической системы

Приборы магнитоэлектрической системы применяют для измерения тока и напряжения в цепях постоянного тока. Действие приборов магнитоэлектрической системы основано на взаимодействии магнитного поля и проводника с током.

Неподвижная часть прибора состоит из постоянного магнитаи стального цилиндра. Между полюсами магнита и стальным цилиндром имеется кольцевой воздушный зазор, в котором создается сильное и практически однородное магнитное поле. Подвижная часть прибора представляет собой катушку, выполненную тонким проводом на легкой алюминиевой рамке, свободно вращающейся (на двух полуосях) в кольцевом воздушном зазоре. К передней полуоси крепится стрелка с противовесами, предназначенными для уравновешивания подвижной системы прибора. Противодействующий момент создается с помощью двух спиральных пружин, через которые на рамку подводится электрический ток.

При включении прибора по катушке проходит ток и возникает механическая сила, которая в соответствии с правилом левой руки поворачивает рамку на некоторый угол. Величина этой силы зависит от магнитной индукции В, силы тока в катушке I, числа витков w и активной длины проводника l: F=2BIlw. Так как магнитная индукция, активная длина и число витков (в каждом конкретном типе прибора) постоянны, угол поворота рамки будет определяться только силой тока, проходящего по катушке прибора, и противодействующим моментом возвратных пружин. Вследствие этого приборы магнитоэлектрической системы имеют равномерную шкалу.

При повороте рамки в магнитном поле в ее витках индуктируется ЭДС, направление которой определяется правилом Ленца. Возникший под действием ЭДС ток вызывает появление противодействующей силы, способствующей быстрому успокоению подвижной системы прибора. Это устраняет необходимость применения успокоителя.

Приборы магнитоэлектрической системы полярны (т. е. имеют положительный и отрицательный зажимы), а в цепи переменного тока не дают показаний. При прохождении по катушке переменного тока вращающий момент с частотой тока меняет свое направление. Из-за инерции подвижная система не будет успевать колебаться с частотой тока, поэтому останется неподвижной.

В результате высокой точности, чувствительности, равномерной шкалы, малого потребления энергии (10^-4-10^-6 Вт), быстрого успокоения подвижной системы и малой чувствительности к внешним магнитным полям магнитоэлектрические приборы широко применяются в качестве вольтметров, миллиамперметров, микроамперметров, а также в универсальных измерительных приборах (авометрах).

К недостаткам приборов этой системы относятся: сравнительно высокая стоимость, чувствительность к перегрузкам и пригодность для измерений только в цепях постоянного тока. Последний недостаток может быть устранен путем включения прибора через полупроводниковый вентиль, но в этом случае прибор будет относиться уже к выпрямительной системе.