Care sunt avantajele și dezavantajele contoarelor electromagnetice?

Instrumente de măsură electromagnetice — dispozitive bazate pe proprietatea câmpului magnetic de a atrage, de exemplu, corpuri feromagnetice. oțel moale. Când un curent trece prin bobină, în ea ia naștere un câmp magnetic, care tinde să atragă în interiorul bobinei o armătură de oțel conectată la săgeata dispozitivului.

Săgeata este ținută în poziția inițială de un arc elicoidal. Deviația săgeții poate fi utilizată pentru a estima puterea curentului care trece prin bobină. Deoarece înfășurarea curentă atrage armătura indiferent dacă este alimentată cu curent continuu sau curent alternativ, atunci contoarele cu electromagneți din oțel sunt la fel de potrivite pentru măsurarea atât a curentului continuu, cât și a curentului alternativ.

Astfel, un dispozitiv electromagnetic are un mecanism de măsurare electromagnetic cu o bobină staționară, prin bobina căreia curge un curent electric și unul sau mai multe miezuri feromagnetice montate pe axă.

Dispozitivele de măsurare electromagnetice sunt utilizate în ampermetre, voltmetre, frecvențemetre și contoare de fază.

Dispozitivele electromagnetice sunt produse cu o bobină plată sau rotundă. O bobină staționară plată (Fig. 1, a) este de obicei înfășurată dintr-un fir gros 1 pe un cadru neferomagnetic 2, astfel încât în ​​interiorul acesteia se formează un spațiu de aer. O placă feromagnetică 7 este plasată lângă spațiu, axa plăcii este situată asimetric, săgeata 8 a dispozitivului este atașată de axa care se deplasează de-a lungul scării 3 a dispozitivului. Pe axă sunt montate un arc opus 6 și un sector de aluminiu 5, care se pot roti în câmpul unui magnet permanent 4.

Un dispozitiv electromagnetic cu o bobină circulară este structurat după cum urmează. O bobină rotundă 10 (Fig. 1, b) cu un spațiu central de aer este înfășurată dintr-un fir gros. În interiorul golului este fixată o placă feromagnetică 11, iar pe axă este fixată o a doua placă feromagnetică 12, dar deja mobilă, pe axa plăcii 12 sunt fixate un contraarc 13 și o săgeată 14 a dispozitivului. Pentru a crea un contra moment, sectorul de aluminiu este fixat pe ax și instalat magnet permanent — nu este prezentat în figură.

Orez. 1. Mecanism electromagnetic de măsurare: a — cu bobină plată, b — cu bobină rotundă

Avantajele instrumentelor de măsură electromagnetice

Unghiul de deviere al săgeții unui dispozitiv de măsurare electromagnetic depinde de pătratul curentului. Aceasta implică faptul că dispozitivele sistemului electromagnetic pot funcționa în circuite DC și AC.

Când curentul alternativ trece prin bobină, miezul mobil este magnetizat simultan cu schimbarea direcției câmpului magnetic, iar direcția cuplului nu se schimbă, adică schimbarea semnului curentului nu afectează semnul unghiului de abatere. Citirea dispozitivului în circuitul AC este proporțională cu valorile efective ale valorilor măsurate.

Contoarele electromagnetice sunt simple ca design, ieftine, în special placa de panou. Ele pot măsura direct curenți mari, deoarece bobinele lor sunt staționare și pot fi făcute cu ușurință din fire cu o zonă de secțiune transversală mare.

Industria produce ampermetre ale sistemului electromagnetic pentru conectarea directă la curenți de până la 150 A.

Dispozitivele de măsurare electromagnetică rezistă nu numai la suprasarcinile pe termen scurt, ci și pe termen lung, dacă există, care apar în timpul procesului de măsurare.

Dezavantajele instrumentelor de măsură electromagnetice

Dezavantajele dispozitivelor de măsurare electromagnetice includ: neuniformitatea scalei și sensibilitatea relativ scăzută la măsurarea curenților scăzuti, adică precizia relativ scăzută a măsurării la începutul scalei, dependența citirilor instrumentului de influența câmpurilor magnetice externe, domeniul de măsurare a frecvenței, sensibilitatea ridicată a instrumentelor la fluctuațiile frecvențelor curente și consumul lor ridicat (până la 2 W pentru ampermetre pentru curenți de până la 10 A și 3 — 20 W pentru voltmetre, în funcție de tensiune).

Pentru multe dispozitive, scara este aproape aceeași.

Instrumentele de măsură electromagnetice sunt susceptibile la influența câmpurilor magnetice externe deoarece au un câmp magnetic intrinsec foarte slab. Cert este că bobinele sunt realizate fără miezuri feromagnetice, astfel încât câmpul magnetic creat în ele este închis în aer și se știe că aerul este un mediu cu o rezistență magnetică foarte mare. Pentru a elimina influența câmpurilor magnetice, sunt utilizate pe scară largă diverse scuturi magnetice sau dispozitivele sunt fabricate în versiune astatică.

În aparatele de măsurare astatică, în loc de o bobină cu miez, se folosesc două bobine fixe și, respectiv, două miezuri montate pe o axă cu o săgeată. Înfășurările bobinelor sunt conectate în serie între ele și astfel încât atunci când curentul măsurat trece prin ele, în ele se creează fluxuri magnetice îndreptate unul către celălalt.

Dacă dispozitivul de măsurare se află într-un câmp magnetic extern, acesta crește câmpul magnetic într-o bobină și scade în cealaltă. Prin urmare, o creștere a cuplului într-o bobină este compensată de aceeași scădere a cuplului în cealaltă. Aceasta compensează influența unui câmp magnetic extern uniform. Dacă câmpul magnetic extern nu este uniform, are loc doar compensarea parțială.