Электродинамические вольтметры

Электродинамические амперметры

Электродинамические амперметры применяются при прямых измерениях постоянного и переменного тока. Обычно они имеют два диапазона измерения: до 0,5А и от 0,5 до 10 А. Переключение диапазонов осуществляется с помощью переключения способа соединения катушек.

На диапазоне измерения тока до 0,5 А неподвижная и подвижная катушки измерительного механизма соединяются последовательно (рис. 3.6, а) и в формуле 3.23 токи Iск₁ = Iск₂, а
cosφ = 1. Тогда уравнение шкалы электродинамического прибора будет

α = I²ск = S_I I²ск (3.24)

Таким образом, шкала амперметра является квадратичной, но с помощью подбора закона изменения вращающего момента линеаризуется. Т.к. cosφ = 1, то для измерения постоянного и переменного тока может использоваться одна шкала.

Рис.3.6. Схемы соединения катушек электродинамического амперметра

При измерении тока во втором диапазоне подвижная и неподвижная катушки соединяются параллельно (рис. 3.7, б). В этом случае cosφ = 1, как и в первом случае, а токи Iск₁ = k₁Iск, Iск₂ = k₂Iск, где k₁ и k₂ – коэффициенты пропорциональности. С учетом этого, уравнение шкалы принимает вид

α = I²ск = k₁ k₂S_I I²ск (3.25)

т.е. характер шкалы амперметра сохраняется, а верхний предел измерения увеличивается.

Дальнейшее расширение пределов измерения электродинамических амперметров на постоянном токе осуществляется с помощью шунтов, а на переменном токе – с помощью трансформаторов тока. Шунтовые амперметры могут измерять токи до 200 А, а с помощью трансформаторов тока удается расширить пределы измерений до 6 кА. Схема расширения пределов измерения на переменном токе с помощью трансформатора тока изображена на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Схема расширения пределов измерения переменного тока

Работает такая схема следующим образом. Первичная обмотка трансформатора с меньшим числом витков включается последовательно в цепь измеряемого тока I_X, а к зажимам вторичной обмотки подключается амперметр. Искомое значение тока определяется умножением показаний амперметра на коэффициент трансформации, регламентируемый ГОСТом.

Электродинамические вольтметры образуются из амперметров, у которых обмотки катушек, соединенных последовательно и добавочных резисторов, включенных последовательно с обмотками. Их свойства аналогичны амперметрам. Но из-за малого входного сопротивления они потребляют большой ток и имеют низкую чувствительность, поэтому они применяются только для измерения напряжения в цепях переменного тока. Расширение пределов измерения электродинамических вольтметров осуществляется с помощью измерительных трансформаторов напряжения, понижающих значение измеряемого напряжения в требуемое число раз. Схема расширения пределов измерения такого вольтметра изображена на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Схема расширения пределов измерения вольтметра

Уравнение шкалы для электродинамического вольтметра имеет вид

α = U²ск = S_U U²ск (3.26)

где R – сопротивление катушек.

В формулах 3.24, 3.25 и 3.26 – S_I и S_U чувствительность приборов по току и напряжению соответственно.

Дата добавления: 2014-01-04