Stalni magnet sa pokretnim cevičnim (PMMC) merilom

Šta je Permanentni Magnetni Pokretni Bobinjak (PMMC)?

Mjerni instrument sa Permanentnim Magnetnim Pokretnim Bobinjakom (PMMC) – takođe poznat kao D’Arsonvalov ampermetar ili galvanometar – je uređaj koji vam omogućava merenje struje kroz bobinu posmatranjem ugla defleksije bobine u uniformnom magnetskom polju.

U PMMC ampermetru se bobina od žice (tj. vodilac) smješta između dva permanentna magnetska dela kako bi se stvorilo stacionarno magnetsko polje. Prema Faradajevim zakonima elektromagnetske indukcije, vodilac kroz koji protiče struja i koji se nalazi u magnetskom polju iskusit će silu u smjeru određenom Flemingovim lijevim pravilom.

Jačina ove sile bit će proporcionalna količini struje kroz žicu. Kazaljka je pričvršćena na kraj žice i postavljena uz ljestvicu.

Kada su momenti sile uravnoteženi, pokretna bobina će se zaustaviti, a njegova uglova defleksije može se mjeriti pomoću ljestvice. Ako je magnetsko polje permanentnih magneta uniformno i opruga linearna, tada je defleksija kazaljke takođe linearna. Stoga možemo koristiti ovu linearnu vezu da bismo odredili količinu električne struje koja prođe kroz žicu.

Instrumenti PMMC (tj. D’Arsonvalovi ampermetri) koriste se samo za merenje jednosmjerne struje (DC). Ako bismo koristili izmjeničnu struju (AC), smjer struje bi se obrnuo tokom negativnog poluciklusa, a time bi se obrnuo i smjer momenta sile. To rezultira prosečnom vrijednošću nule za moment sile – dakle, nema neto pomaka prema ljestvici.

Unatoč tome, PMMC ampermetri mogu precizno meriti jednosmernu struju.

Konstrukcija PMMC

PMCC ampermetar (ili D’Arsonvalov ampermetar) sastoji se od 5 glavnih komponenti:

• Stacionarni dio ili magnetski sistem
  

• Pokretna bobina
  

• Sistem kontrole
  

• Sistem gasenja
  

• Ampermetar
  

Stacionarni dio ili magnetski sistem

U sadašnje vrijeme koristimo magnete visoke intenziteta magnetskog polja i visokog koercitivnog napon, umjesto U-oblikovanih permanentnih magneta s mekim gvozdenim polnim dijelovima. Magneti koje danas koristimo izrađeni su od materijala poput alcomaxa i alnica, koji pružaju visoku jačinu magnetskog polja.

Pokretna bobina

Pokretna bobina slobodno se kreće između dva permanentna magnetska dela, kao što je prikazano na slici ispod. Bobina je namotana mnogo zavojaka bakrene žice i postavljena na pravougaonu aluminijumu, koja je oslonjena na dragocene ležaje.

Sistem kontrole

Opruga obično djeluje kao kontrolni sistem za instrumente PMMC. Opruga takođe služi još jednoj važnoj funkciji pružajući put za ulazak i izlazak struje iz bobine.

Sistem gasenja

Sila gasenja, dakle, moment sile, pruža se kretanjem aluminijumskog nosača u magnetskom polju stvorenom permanentnim magnetima.

Ampermetar

Ampermetar ovih instrumenata sastoji se od lakog kazaljke kako bi imao slobodan pokret i ljestvice koja je linearna ili uniformna i varira s uglom.

Jednačina momenata sile za PMMC

Hajde da izvedemo opšti izraz za moment sile u instrumentima sa permanentnim magnetnim pokretnim bobinjakom ili instrumentima PMMC. Znamo da u instrumentima sa pokretnom bobinom moment sile defleksije dat je izrazom:

• Td = NBldI gdje je N broj zavojaka,

• B je gustoća magnetskog toka u zračnom razmaku,

• l je dužina pokretnog bobinjaka,

• d je širina pokretnog bobinjaka,

• I je električna struja.

Sada, za instrument sa pokretnom bobinom, moment sile defleksije treba da bude proporcionalan strujnom toku, matematički možemo napisati Td = GI. Dakle, upoređujući, kažemo G = NBIdl. U stanju ravnoteže imamo da su i kontrolni i defleksioni momenti sile jednaki. Tc je kontrolni moment sile, jednakost kontrolnog i defleksionog momenta sile daje nam

GI = K.x gdje je x defleksija, dakle struja je data sa

Pošto je defleksija direktno proporcionalna strujnom toku, potrebna nam je uniformna ljestvica na ampermetru za mjerenje struje.

Sada ćemo diskutovati o osnovnoj shemi strujnice ampermetra. Posmatrajmo krug kao što je prikazano ispod:

Struja I prikazana je, koja se razdvaja na dvije komponente u tački A. Te dvije komponente su Is i Im. Prije nego komentiram veličine ove struje, hajde da naučimo više o konstrukciji otpornika šunte. Osnovna svojstva otpornika šunte su navedena ispod,

Električni otpor ove šunte ne treba da se razlikuje na većoj temperaturi, trebalo bi da imaju vrlo nizu vrijednost koeficijenta temperature. Takođe, otpor treba da bude nezavisan od vremena. Poslednje i najvažnije svojstvo koje treba da poseduju je da bi mogli da nose veliku vrijednost struje bez značajnog porasta temperature. Obično se mangalin koristi za izradu DC otpornika. Dakle, možemo reći da je vrijednost Is mnogo veća od vrijednosti Im, jer je otpor šunte nizak. Na osnovu toga imamo,

Gdje je Rs otpor šunte, a R