Содержание  
< назад вперед >

§ 90. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Приборы магнитоэлектрической системы работают на прин­ципе взаимодействия катушки с током и поля постоянного маг­нита. На рис. 211  показано устройство прибора этой системы

Сильный постоянный подковообразный магнит 1, изготовленный из кобальто­вой, вольфрамовой или никель-алюми­ниевой стали, создает магнитное поле. К концам магнита приведены полюс­ные наконечники 2 из мягкой стали, имеющие цилиндрические выточки. Между полюсными наконечниками не­подвижно укреплен стальной цилиндр 3, служащий для уменьшения сопро­тивления магнитной цепи.

Кроме того, цилиндр играет и дру­гую роль. Магнитные линии выходят из полюсных наконечников и, в силу того что магнитная проницаемость стали значительно больше, чем у воздуха, радиально входят в цилиндр, образуя в воздушном зазоре практически одно­родное магнитное поле. Такое же поле создается при выходе магнитных линий из цилиндра. Цилиндр охватывает легкая алюминиевая рамка 4 с намотанной на ней обмоткой (катушкой) 5, выполненной из изолированной медной проволоки. Рамка сидит на оси 6, лежа­щей в подпятниках 7. На оси крепится также алюминиевая стрелка 8. Противодействующий момент создается двумя плос­кими спиральными пружинами 9, служащими одновременно для подвода тока к обмотке прибора.

Зажимы прибора выводятся наружу и соединяются проводни­ками со спиральными пружинками.

При пропускании тока по виткам обмотки в результате взаимо­действия тока в проводниках и магнитного поля подковообразного магнита возникает механическая сила, направление которой мож­но определить по «правилу левой руки». На другой стороне обмотки

возникает такая же по величине сила, но противоположного направ­ления. Образуется пара сил. Под действием этой пары сил катушка будет поворачиваться. Сила взаимодействия зависит от величины магнитной индукции В, тока в катушке I, числа витков катушки w и активной длины катушки l:

F = BIlw.

Колебания алюминиевой рамки с обмоткой в магнитном поле вызывают появление в рамке индуктированного тока, который, по правилу Ленца, будет противодействовать этим колебаниям и тем самым успокаивать подвижную часть прибора. Неизменность индук­ции во всех точках воздушного зазора обеспечивает пропорциональ­ность между током в обмотке и углом поворота подвижной части, вследствие чего шкала прибора равномерна.

Магнитоэлектрические приборы являются наиболее чувстви­тельными и точными из всех существующих приборов с непосредст­венным отсчетом. Они изготовляются как в виде лабораторных многопредельных приборов класса точности 0,1—0,5, так и в виде технических приборов класса 1—1,5.

 Обладая большой точностью, высокой чувствительностью, рав­номерной шкалой, малым потреблением энергии (0,5—3 вт), малым влиянием на них внешних магнитных полей, хорошим успокое­нием, магнитоэлектрические приборы нашли широкое применение в цепях постоянного тока в качестве амперметров, вольтметров, миллиамперметров, милливольтметров и т. д.

К недостаткам приборов этой системы относятся: высокая стои­мость, чувствительность к перегрузкам и пригодность только для постоянного тока. В самом деле, при пропускании по обмотке переменного тока подвижная часть прибора должна была бы откло­няться то в одну, то в другую сторону. Но ввиду быстрых изменений тока в катушке подвижная часть, обладая инерцией, не будет успевать за ними и стрелка прибора останется неподвижной.

Для измерений в цепях переменного тока магнитоэлектрические приборы включают через полупроводниковые выпрямители (см. § 95).

Для измерения малых значений тока и напряжения применяются гальванометры, получившие преимущественное применение при нулевых методах измерений, когда нужно обнаружить отсутствие тока в той или иной части измерительной схемы.