Cos'è uno strumento a ferro mobile?
Definizione di strumento a ferro mobile
Uno strumento a ferro mobile è un tipo di dispositivo di misura che utilizza le proprietà magnetiche del ferro per misurare grandezze elettriche.
Tipi di strumenti a ferro mobile
Esistono due tipi principali, attrazione e repulsione, che funzionano in base alle interazioni magnetiche tra pezzi di ferro e un campo magnetico.
Costruzione dello strumento a ferro mobile
La costruzione di base dello strumento a ferro mobile di tipo attrazione è illustrata qui sotto
Un disco sottile di ferro morbido è montato eccentricamente davanti a una bobina. Questo ferro tende a muoversi verso l'interno, cioè da un campo magnetico più debole a uno più forte, quando la corrente scorre attraverso la bobina. Gli strumenti a ferro mobile di attrazione più vecchi utilizzavano il controllo gravitazionale, ma le versioni moderne ora utilizzano il controllo a molla. L'aggiustamento del peso di bilanciamento ottiene la deflessione nulla del puntatore.
L'ammortizzazione in questi strumenti viene ottenuta attraverso l'attrito dell'aria, solitamente utilizzando un pistone mobile all'interno di una siringa d'aria come illustrato nella figura.
Teoria dello strumento a ferro mobile di tipo attrazione
Supponiamo che non ci sia corrente attraverso la bobina, il puntatore si trova a zero, l'angolo formato dall'asse del disco di ferro con la linea perpendicolare al campo è φ. Ora, a causa della corrente I e della forza del campo magnetico corrispondente, il pezzo di ferro viene deviato ad un angolo θ. Ora, la componente di H nella direzione dell'asse del disco di ferro deviato è Hcos{90 – (θ + φ) o Hsin (θ + φ). Ora la forza F agente sul disco verso l'interno della bobina è quindi proporzionale a H2sin(θ + φ), quindi la forza è anche proporzionale a I2sin(θ + φ) per permeabilità costante. Se questa forza agisce sul disco a una distanza l dal perno, allora il momento di deflessione,
Poiché l è costante.
Dove, k è costante.
Ora, poiché lo strumento è controllato dalla gravità, il momento di controllo sarà
Dove, k’ è costante.
Nelle condizioni di stato stazionario,
Dove, K è costante.
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