Магнитоэлектрическая система

В приборах магнитоэлектрической системы используется взаимодействие магнитного поля постоянного магнита и проводника с током, выполненного в виде катушки или рамки (рис. 1).

Между полюсными наконечниками постоянного магнита помещен стальной цилиндрический сердечник 1, который позволяет получить в зазоре сильное равномерное радиальное поле. Между сердечником и полюсными наконечниками находится прямоугольная рамка 2 из проволоки, намотанной на каркас. Рамка, с которой скреплена рамка указателя, может поворачиваться на полуосях.

При прохождении тока по обмотке рамки на нее действует вращающий момент M_ВР = v BSI = k₁I ,

где v - число витков рамки; B - магнитная индукция в зазоре; S - площадь поперечного сечения рамки; I - величина, протекающего по рамке тока.

Противодействующий момент M_УПР создается пружинами, скрепленными с рамкой и неподвижной частью измерительного механизма (на схеме пружины не показаны). Противодействующий момент пропорционален углу закручивания, т.е.

 

М_УПР = k₂ f ,

где k₂ - удельный коэффициент кручения пружины.

Вследствие радиальности магнитного поля в зазоре, в котором расположена рамка, ее угол поворота в широких пределах пропорционален силе тока I, поэтому шкала в магнитоэлектрических приборах равномерная. Действительно, равновесие подвижной части прибора наступает при равенстве моментов, т.е.

 

M_ВР = М_УПР или k₁ I = k₂ f .

 

Следовательно

I ~ f ~ n ,

 

где n - число делений, отсчитываемое стрелкой на пропорциональной шкале.

Достоинствами приборов магнитоэлектрической системы являются: высокая чувствительность и точность показаний; слабое влияние внешних магнитных полей; малое потребление энергии; равномерность шкалы.

К недостаткам относятся: сравнительная сложность устройства и возможность измерений только в цепи постоянного тока.