MIERNIK ELEKTRODYNAMICZNY

Miernikami elektrodynamicznymi nazywamy mierniki, w których odchylenie organu ruchomego następuje w wyniku oddziaływania elektrodynamicznego dwóch cewek, przez które płyną prądy. Cewka ruchoma  osadzona na osi, do której jest przymocowana wskazówka, znajduje się wewnątrz cewki nieruchomej. W wyniku oddziaływania elektrodynamicznego cewek powstają  siły wytwarzające moment napędowy. Moment ten jest równoważny przez moment zwracający dwóch sprężynek spiralnych, doprowadzających jednocześnie prąd do cewki ruchomej. Mierniki elektrodynamiczne są używane jako amperomierze, woltomierze i watomierze do pomiarów przy prądzie stałym oraz przemiennym. Podczas pomiarów przy prądzie przemiennym mierzą one wartość skuteczna napięcia lub prądu.

 

1-      cewka nieruchoma

2-      cewka ruchoma

I₁, I_2-  prądy zasilające

F-    siła oddziaływania, H-   natężenie pola magnetycznego

R-   korektor zera

OPIS DZIAŁANIA

Zmiana energii mechanicznej jest równa zmianie energii magnetycznej

M.dα = dM_μ

Energia magnetyczna

M_μ =

Zakładając że prądy i₁ i i₂ są wymuszone, a indukcyjności cewek się nie zmieniają to:

M.dα = i₁.i₂ .dM₁₂ czyli

gdzie k.α = moment zwrotny pochodzący od sprężyn

Jeżeli i₁ (t) = I_1m . sin(ωt) a i₂ (t) = I_2m . sin(ωt+φ)

To średni moment napędowy wyraża się zależnością:

W amperomierzu elektrodynamicznym dla małych zakresów cewki łączy się szeregowo i wtedy moment napędowy jest proporcjonalny do kwadratu płynącego prądu. Liniowość podziałki uzyskuje się poprzez odpowiednie kształtowanie zależności indukcyjności wzajemnej M₁₂ od kąta obrotu α.

Dla dużych zakresów prądowych cewki łączymy równolegle i ich obwody trzeba uzupełnić o odpowiednio duże rezystancje szeregowe tak aby przesunięcie fazowe pomiędzy prądami w cewkach było bliskie zeru. Może się pojawić wtedy błąd temperaturowy.

W woltomierzu elektrodynamicznym cewki łączymy szeregowo.

Przyrząd FERRODYNAMICZNY różni się od elektrodynamicznego tym, że cewka nieruchoma nawinięta jest na rdzeniu z żelaznych blach. Powoduje powstawanie dużego strumienia magnetycznego dzięki czemu moment napędowy jest większy i nie zależy od zmian indukcyjności wzajemnej cewek(podziałka liniowa).

Ze względu na zjawisko histerezy (w rdzeniu) przyrząd ten służy do pomiarów tylko przy prądzie zmiennym.

Przyrządy ferrodynamiczne mają większe błędy niż elektrodynamiczne (prądy wirowe, uchyby częstotliwościowe).

1

---