Co to jest przyrząd z ruchomym żelazem?
Definicja przyrządu z ruchomym żelazem
Przyrząd z ruchomym żelazem to rodzaj urządzenia pomiarowego, który wykorzystuje właściwości magnetyczne żelaza do pomiaru wielkości elektrycznych.
Rodzaje przyrządów z ruchomym żelazem
Istnieją dwa główne typy, atrakcyjny i odpychający, które działają na podstawie interakcji magnetycznych kawałków żelaza z polem magnetycznym.
Konstrukcja przyrządu z ruchomym żelazem
Podstawowa konstrukcja przyrządu z ruchomym żelazem typu atrakcyjnego jest przedstawiona poniżej
Cienka tarcza z miękkiego żelaza jest ekscentrycznie zamocowana przed cewką. To żelazo ma tendencję do przesuwania się w kierunku środka, czyli z słabszego pola magnetycznego do silniejszego, gdy prąd płynie przez cewkę. Starsze przyrządy z ruchomym żelazem typu atrakcyjnego korzystały z kontroli grawitacyjnej, ale nowoczesne wersje obecnie używają kontroli sprężynowej. Ustawienie balansującego ciężarka umożliwia osiągnięcie zerowej deflekcji wskazówki.
Tłumienie w tych przyrządach osiągane jest poprzez tarcie powietrza, zwykle za pomocą poruszającego się tłoka w syringe powietrznej, jak pokazano na rysunku.
Teoria przyrządu z ruchomym żelazem typu atrakcyjnego
Załóżmy, że gdy nie ma prądu przez cewkę, wskazówka znajduje się w pozycji zero, kąt utworzony przez oś tarczy żelaznej z linią prostopadłą do pola wynosi φ. Teraz, ze względu na prąd I i odpowiadającą mu siłę pola magnetycznego, kawałek żelaza ulega odchyleniu o kąt θ. Składowa H w kierunku osi odchylonej tarczy żelaznej wynosi Hcos{90 – (θ + φ) lub Hsin (θ + φ). Siła F działająca na tarczę w kierunku środka cewki jest proporcjonalna do H2sin(θ + φ), a więc siła ta jest również proporcjonalna do I2sin(θ + φ) dla stałej przenikalności. Jeśli ta siła działa na tarczę w odległości l od punktu obrotu, to moment odchylenia,
Ponieważ l jest stałe.
Gdzie, k to stała.
Teraz, ponieważ przyrząd jest kontrolowany grawitacyjnie, moment kontrolujący będzie
Gdzie, k’ to stała.
W stanie ustalonym,
Gdzie, K to stała.
