5600235918

Podstawy elektroniki i miernictwa na kierunku Informatyka, studia niestacjonarne

PODSTAWOWE MIERNIKI I POMIARY ELEKTRYCZNE - Ćwiczenie nr 1 1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi miernikami elektrycznymi oraz metodyką pomiarów podstawowych wielkości elekttycznych: napięcia, prądu rezystancji i mocy. a także z komputerowym wspomaganiem obróbki danych pomiarowych.

2. Wprowadzenie 2.1. Mierniki magnetoelektryczne

W mierniku magnetoelektiycznym wykorzystuje się zasadę wzajemnego oddziaływania dwóch pól magnetycznych: pola magnesu trwałego i pola pochodzącego od prądu, przepły wającego przez przewodnik. Zgodnie z prawem Biota-Savarta-Laplace'a na przewodnik znajdujący się w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B, przez który przepływa prąd I. działa siła F. Jeżeli kierunek przepływu prądu i kierunek linii pola magnetycznego są wzajemnie prostopadle, to siła Fjest równa:

Zwój cewki w polu magnetycznym

(2)

F = BIa.

gdzie a jest długością przew odu znajdującego się pod działaniem pola magnetycznego.

Jeżeli zatem w stałym polu magnetycznym o indukcji B umieścić prostokątną cewkę o z zwojach i wymiarach axb (gdzie a - bok prostopadły do kierunku linii sil pola), przez którą przepływa prąd I (rys. 1), to na każdy zwój cewki będzie działała para sil F-F, określona wzorem (1). Jeśli oś obrotu cewki przechodzi w połow ie boku b, a <p oznacza kąt między' płaszczyzną cewki i kierunkiem linii sil pola magnetycznego, to para sil F' - F' stara się obrócić cewkę wokół osi. Powstaje moment napędowy:

Kf = F'- +F'~ =B-I-a-z-cosę>b.

Obwód magnetyczny miernika można tak ukształtować, że w kątowy m zakresie obrotu cewki ©_inj_n + ©_max (tys. 2) indukcja magnetyczna B i kąt cp są stałe. Jak wynika z tys. 2, kąt <p jest równy 0° i wobec tego moment napędowy powodujący obrót cewki wynosi:

(3)

i-b-z-I.

Ustalenie położenia cewki można uzyskać przeciwdziałając obrotowi momentem siły zwanym momentem zwrotnym. Moment zwrotny M/ jest proporcjonalny do kąta obrotu cewki 0: M_z=k_zS.    (4)

gdzie: k_z - stała.

W stanie ustalenia położenia cewki moment napędowy jest równy momentowi zw rotnemu:

M_n = M_z

Rys. 2. Geometria nabiegunników magnesu pozw alająca kształtow ać promieniście skierow ane linie sil pola magnetycznego

Na podstaw ie (3), (4) i (5) uzyskuje się zależność:

k_z

(5)

(6)

Odchylenie liniowe a końca wskazówki sprzężonej z cewką jest równe a = k•©.

gdzie: k - stała zależna od długości wskazówki.

(8)

= S-I,

Tak więc wskazanie przyrządu w granicach obrotu cewki o kąt ©_mj_n - ©_Inax będzie liniową funkcją prądu k-B-a-b-z ^U~ k_z