Instruments de mesura electrodinàmics i ferrodinàmics

Els dispositius electrodinàmics i ferrodinàmics es basen en el principi d'interacció de corrents de diferents bobines, una de les quals és estacionària i l'altra pot canviar la seva posició respecte a la primera. L'energia elèctrica es subministra a la bobina mòbil del dispositiu mitjançant molles o cables.

Els dispositius de mesura electrodinàmics i ferrodinàmics s'utilitzen per mesurar corrent, voltatge, potència i altres magnituds elèctriques de corrents continus i alterns. Les escales de voltímetres i amperímetres són desiguals, i els vatímetres són pràcticament els mateixos.

Els dispositius electrodinàmics proporcionen la màxima precisió quan es mesuren en circuits de corrent altern amb una freqüència de fins a 20 kHz, però no toleren la sobrecàrrega, difereixen en un consum significatiu d'energia elèctrica i les seves lectures es veuen afectades pels camps magnètics externs.

Per tal de reduir aquesta influència en dispositius amb una alta precisió, s'utilitzen blindatges i construcció astàtica del sistema de mesura. El cost dels dispositius electrodinàmics és elevat.

L'escala dels instruments de mesura electrodinàmics sovint es divideix en divisions sense indicar els valors d'aquestes divisions en unitats de mesura. En aquest cas, la constant del dispositiu, és a dir. el nombre d'unitats de mesura corresponent a una divisió de l'escala es troba amb les fórmules:

per a un voltímetre

per un amperímetre

per a wattmetre

on Unom i Aznom - tensió nominal i corrent del dispositiu, respectivament, αmah - el nombre total de divisions de l'escala.

En amperímetres electrodinàmics per a corrent nominal de fins a 0,5 A i voltímetres, ambdós bobinatges del dispositiu estan connectats en sèrie entre ells i en amperímetres amb un rang de mesura de més de 0,5 A - en paral·lel.

L'ampliació dels límits de mesura dels amperímetres electrodinàmics es proporciona dividint la bobina estacionària en seccions, cosa que us permet canviar el rang de mesura del dispositiu per la meitat, així com utilitzar mesura de derivacions de transformadors de corrent continu i de mesura de corrent quan es mesura en circuits de corrent altern.

L'ampliació dels límits de mesura dels voltímetres electrodinàmics s'aconsegueix utilitzant resistències addicionals, i quan es mesuren en circuits de corrent altern, a més, utilitzant transformadors de mesura de tensió.

Arròs. 1. Esquemes de connexió d'un vatímetre monofàsic: a — directament a la xarxa, b — mitjançant transformadors de mesura de tensió i corrent.

Entre els dispositius de mesura electrodinàmica, el més estès és un wattmetre (Fig.1, a), en què una bobina fixa amb un petit nombre de voltes d'un cable gruixut es connecta en sèrie al circuit, i una de mòbil, connectada a una carcassa integrada o a una resistència addicional externa, en paral·lel amb aquella secció del circuit en què es mesura la potència. Per desviar la fletxa del vatímetre en la direcció requerida, s'han d'observar les regles per encendre el dispositiu: l'energia elèctrica ha d'entrar al dispositiu des del costat dels terminals del generador dels bobinatges, que estan marcats al dispositiu amb "*" .

L'escala de cada wattmetre indica la tensió nominal i el corrent per als quals està dissenyat el dispositiu. Si cal, es permet portar la tensió i la intensitat fins al 120% dels seus valors nominals en un termini de 2 hores Alguns vatímetres electrodinàmics tenen rangs de mesura variables tant per a la tensió nominal com per a la intensitat nominal, per exemple 30/75/150/300 V i 2,5/5 A.

L'expansió de l'escala actual dels vatímetres electrodinàmics es fa de la mateixa manera que els amperímetres electrodinàmics, i l'expansió de l'escala de tensió és similar als voltímetres electrodinàmics. Si el vatímetre electrodinàmic s'encén mitjançant transformadors de mesura de tensió i corrent (Fig. 1, b), la potència mesurada es troba amb la fórmula

on K.ti i Ki — relacions de transformació nominals, respectivament, dels transformadors de tensió i corrent de mesura, ° СW — constant de wattmetre, α — el nombre de divisions llegides pel dispositiu.

Quan està encès mesurador de fase electrodinàmic al circuit de CA (Fig.2) cal assegurar-se que els cables que subministren energia al dispositiu estiguin connectats als terminals del generador marcats al dispositiu amb "*". Aquesta connexió directa és possible si la tensió de xarxa correspon a la tensió nominal del fasor i el corrent de càrrega no supera el seu corrent nominal. actual.

La tensió nominal i el corrent del fasor es mostren a la seva escala, on també hi ha les designacions: «IND» per a la part de l'escala corresponent a la intensitat endarrerida de la tensió, i «EMK» per a la part de l'escala corresponent a la corrent principal. En cas que la tensió i el corrent del circuit superin la tensió nominal i el corrent corresponents del fasor, s'hauria d'encendre mitjançant els transformadors de tensió i corrent de mesura corresponents.

Arròs. 2. Esquema del circuit del mesurador de fases.

Els dispositius ferrodinàmics són similars als dispositius electrodinàmics, però es diferencien d'ells en un camp magnètic millorat d'una bobina estacionària a causa d'un nucli magnètic fet de material ferrimagnètic, que augmenta el parell, augmenta la sensibilitat, debilita la influència dels camps magnètics externs i redueix el consum. d'energia elèctrica. La precisió dels instruments de mesura ferrodinàmics és inferior a la precisió dels instruments electrodinàmics. També són adequats per al seu ús en circuits de corrent altern amb una freqüència de 10 Hz a 1,5 kHz.

Arròs. 3. Esquema d'un comptador de freqüències ferrodinàmic

Arròs. 4. Esquema d'encesa del freqüímetre: a — directament a la xarxa, b — a través de la resistència addicional

Els mesuradors de freqüència ferrodinàmic solen estar connectats a una xarxa de tensió alterna en paral·lel o mitjançant un dispositiu de control remot addicional (Fig.4, a, b), que és un circuit elèctric amb resistències, bobines inductives i condensadors situats en una carcassa separada. Quan engegueu el freqüímetre, heu de comprovar que la tensió de xarxa correspon a la tensió nominal del dispositiu, que s'indica a la seva escala. També es fabriquen mesuradors de freqüència ferrodinàmic sense dispositius addicionals per a diverses tensions nominals, cadascun dels quals correspon a una pinça específica del dispositiu i una pinça comuna marcada amb «*».