מד חשמלי מדידת כוח טיפוס אלקטרודינמומטר

הגדרת מד טווח אלקטרודינמומטרי

מד טווח מסוג אלקטרודינמומטרי מודד את הכוח החשמלי באמצעות האינטראקציה בין שדות מגנטיים וזרמי חשמל.

עקרון פעולה

נבדוק עכשיו פרטים מבניים של אלקטרודינמומטר. הוא כולל את החלקים הבאים.ישנם שני סוגים של סיבובים באלקטrodינמומטר. הם :

סיבוב נייד

הסיבוב הנע מעביר את המצביע בעזרת מכשיר בשליטה ספרינגית. כדי למנוע חימום יתר, זרם מוגבל זורם דרך הסיבוב הנע על ידי חיבור רזיסטור בערך גבוה בטור. הסיבוב הנע ללא ליבה מחובר לסיבוב פיבוטי ויכול להתקדם באופן חופשי. במד טווח מסוג אלקטרודינמומטרי, הסיבוב הנע מתפקד כסיבוב לחץ ומחובר על פני המתח, כך שהזרם דרכו פרופורציונלי למתח.

סיבוב קבוע

הסיבוב הקבוע מחולק לשני חלקים שווים והם מחוברים בטור עם העומס, לכן זרם העומס יזרום דרך הסיבובים הללו. הסיבה להשתמש בשני סיבובים קבועים במקום אחד היא כדי לבנות אותו כך שיוכל לשאת כמות משמעותית של זרם חשמלי.

הסיבובים הללו נקראים סיבובי זרם במד טווח מסוג אלקטרודינמומטרי. בעבר הסיבובים הקבועים נבנו לשאת זרם של כ-100 אמפרים, אבל כיום מד טווח מודרני מתוכנן לשאת זרם של כ-20 אמפרים כדי לחסוך באנרגיה.

מערכת שליטה

מתוך שתי מערכות שליטה, כלומר:

שליטה על ידי כוח המשיכה

שליטה ספרינגית, רק מערכות בשליטה ספרינגית משמשות בסוג זה של מד טווח. מערכת שליטה על ידי כוח המשיכה לא יכולה להיות מיושמת כי תהיה בה כמות משמעותית של שגיאות.

מערכת דמיעת

משתמשים בדמיעת אוויר כי דמיעת זרמים מסילונים יכולה לעוות את השדה המגנטי ההפעלה החלש, מה שגורם לשגיאות.

ישנה סולם אחידה המשמשת בסוג זה של מכשיר כאשר הסיבוב הנע נע בצורה ליניארית בתווך של 40 עד 50 מעלות משני הצדדים.

נשאף עכשיו לגזור את הביטויים עבור מומנט השליטה ומומנט הפניה. כדי לגזור את הביטויים הללו נשקול את תרשים המעגל המצורף:

ידוע לנו שמומנט הרגעי במכשירים אלקטרודינמיים פרופורציונלי למכפלת הערכים הרגעיים של הזרמים הזורמים דרך שני הסיבובים וקצב שינוי השדה המגנטי המקושר למעגל.

יהיו I1 ו-I2 הערכים הרגעיים של הזרמים בסיבוב הלחץ ובסיבוב הזרם בהתאמה. אז הביטוי למומנט יכול להיכתב כ:

כאשר, x הוא הזווית.

כעת יהיה הערך המופעל של מתח על פני הסיבוב הלחץ

מאחר וההתנגדות החשמלית של הסיבוב הלחץ גבוהה מאוד, ניתן להתעלם מהחיכוך שלו בהשוואה לעמידות. לכן, העמידות שווה לעמידות החשמלית, מה שהופך אותה לעמידה טהורה.

הביטוי עבור הזרם הרגעי יכול להיכתב כ I2 = v / Rp כאשר Rp הוא העמידות של הסיבוב הלחץ.

אם יש הפרש מופע בין מתח וזרם חשמלי, אז הביטוי עבור הזרם הרגעי דרך סיבוב הזרם יכול להיכתב כ

מאחר והזרם דרך הסיבוב הלחץ קטן מאוד בהשוואה לזרם דרך סיבוב הזרם, ניתן להניח שהזרם דרך סיבוב הזרם שווה לזרם העומס הכולל.לכן, הערך הרגעי של המומנט יכול להיכתב כ

הערך הממוצע של מומנט הפניה יכול להתקבל על ידי אינטגרציה של המומנט הרגעי מהגבול 0 עד T, כאשר T הוא זמן המחזור.

מומנט השליטה נתון על ידי Tc = Kx כאשר K הוא קבוע הספירה ו-x הוא הערך הסופי של הזווית.

יתרונות

• הסולם אחיד עד גבול מסוים.

• ניתן להשתמש בהם הן למדידת כמויות חילופין והן כמויות ישר, מאחר והסולם קליברי לשני סוגי הכמויות.

שגיאות

• שגיאות באינדוקטיביות של סיבוב הלחץ.

• שגיאות עשויות לנבוע מקיבולת של סיבוב הלחץ.

• שגיאות עשויות לנבוע ממגנטיזציה הדדית.

• שגיאות עשויות לנבוע מהצמדות (כלומר, סיבוב הלחץ מחובר אחרי סיבוב הזרם).

• שגיאה עקב זרמים מסילונים.

• שגיאות שנגרמות מרטט של המערכת הנעה.

• שגיאה בטמפרטורה.

• שגיאות עקב שדה מגנטי זר.