|
|
|
Masurari in curent continuu
1. Aparate magnetoelectrice (cu bobina mobila
1. 1. Principiul de functionare
Functionarea aparatelor magnetoelectrice se bazeaza pe interactiunea dintre campul magnetic al unui magnet permanent si o bobina mobila parcursa de curentul de masurat, care este curentul continuu. In urma acestei interactiuni apare un cuplu care pune in miscare bobina mobila impreuna cu intregul echipaj mobil.
1. Descrierea aparatului
Din principiul de functionare, se observa ca elementele de baza ale aparatelor magnetoelectrice sunt: magnetul permanent si bobina mobila ; ele fac parte din dispozitivul pentru producerea cuplului activ . Partea fixa a acestui dispozitiv este alcatuita, asa cum se vede si in figura , din magnetul permanent, piesele polare si miezul cilindric. Piesele polare si miezul sunt executate din fier moale si au suprafete cilindrice , centrate pe axul aparatului astfel ca in intrefierul foarte ingust care se formeaza campul magnetic creat de magnetul permanent sa aiba un spectru radial si un form. Aceasta distributie a campului in intrefier asigura obtinerea unei scari liniare pentru aparatele magnetoelectrice. Partea mobila este realizata dintr-o bobina, asezata in intrefierul circuitului magnetic si montata pe doua semiaxe ale caror capete se reazema in lagare.
De semiaxe sunt prinse doua arcuri spirale care creeaza cuplul rezistent si, in acelasi timp servesc la aducerea curentului la bobina. Capatul fix al unuia dintre arcuri este prins la sasiul aparatului, iar al celuilalt -la parghia corectorului de zero.
Pe una din semiaxe este fixat acul indicator care, impreuna cu scara gradata, formeaza dispozitivul de citire.
Acul indicator este echilibrat de contragreutati. Amortizorul este electromagnetic si este format din carcasa bobinei, care se realizeaza din aluminiu sau din cateva spire in scurtcircuit prevazute in acest scop pe bobina. La miscarea bobinei in campul magnetic al magnetului permanent, in carcasa din aluminiu sau in spirele in scurtcircuit se induc curenti, a caror actiune tinde sa se opuna miscarii amortizand in acest fel oscilatiile echipajului mobil.
Fig. 1. Aparat magnetoelectric
In constructiile moderne ale aparatelor magnetoelectrice, magnetul permanent nu mai este sub forma de potcoava alungita. Folosindu-se materiale magnetice cu calitati superioare, dimensiunile acestui magnet s-au micsorat foarte mult, realizandu-se astfel importante economii de materiale.
1. 3. Functionarea
La trecerea unui curent continuu I prin bobina, ca urmare a interactiunii curentului cu campul magnetic al magnetului permanent, asupra partilor active ale spirelor bobinei actioneaza fortele F care dau nastere cuplului activ Ma ce roteste bobina. Forta F ce se exercita asupra unui conductor de lungime l, parcurs de un curent de intensitate I si aflat intr-un camp de inductie magnetica B este: F=B∙I∙l
Avand in vedere ca distanta intre punctele de aplicatie ale celor doua forte este b (latimea unei spire) si ca lungimea conductorului supus unei forte F este egala cu inaltimea unei spire, l, inmultita cu numarul de spire N ale bobinei, se poate deduce:
Ma=F∙b=N∙B∙I∙l∙b=N∙B∙I∙S
Mr=D∙α
B-inductia magnetica(T)
l-lungimea unei spire
N-numarul de spire al bobinei
b-latimea unei spire
α -unghiul de deplasare(deviatie)
D-cuplul specific stabilit prin constructie
Fig. 1. 3. Schema aparatului magnetoelectric
Bobina mobila se roteste
pana cand cuplul rezistent produs de arcurile spirale, crescand cu unghiul de deplasare, egaleaza cuplul activ(Mr= Ma).
Inlocuind in aceasta egalitate expresiile celor doua cupluri, se obtine la echilibru: N∙B∙I∙S=D∙α de unde:
α 
k k-constanta
α=k∙I- caracteristica statica de functionare a aparatului magnetoelectric
1. 4. Proprietati
Dupa cum reiese din expresii matematica a caracteristicii statice de functionare, la aparatele magnetoelectrice indicatia este proportionala cu intensitatea curentului curentului ce se masoara si deci aparatele magnetoelectrice au scara uniforma.
Sensibilitatea acestor aparate este foarte mare, realizandu-se aparate care masoara intensitati ale curentului incepand de la microamperi si, in unele constructii speciale (galvanometre), chiar de ordinul nanoamperilor.
Precizia este foarte buna, putandu-se ajunge la clase de precizie de 0, 05- 0, 1.
Consumul propriu de putere este foarte mic, de obicei sub 1 mV.
Sunt putin influentabile de campurile magnetice exterioare, intrucat campul propriu, fiind concentrat in circuitul magnetic, este mult mai intens decat campurile perturbatoare
Sunt cele mai performante
Se folosesc ca ampermetre si voltmetre
O proprietate deosebita a aparatelor magnetoelectrice este faptul ca functioneaza numai in curent continuu. In curent alternativ, cuplul activ, care este proportional cu curentul devine si el alternativ, iar echipajul mobil , neputand urmari variatiile acestuia, ramane pe loc sau vibreaza putin in jurul pozitiei de zero. Datorita faptului ca aparatul nu indica valoarea intensitatii curentului ce trece prin bobina mobila, exista pericolul ca, la depasirea curentului nominal , aparatul sa se deterioreze.
