Meter na may Permanent na Magnet at Moving Coil (PMMC)
Ano ang Permanent Magnet Moving Coil (PMMC)?
Ang Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) na meter – na kilala rin bilang D’Arsonval meter o galvanometer – ay isang instrumento na nagbibigay-daan sa iyo upang sukatin ang kasalukuyan sa pamamagitan ng pagmamasid ng angular deflection ng coil sa isang uniform magnetic field.
Ang PMMC meter ay naglalagay ng coil ng wire (i.e. isang conductor) sa pagitan ng dalawang permanent magnets upang lumikha ng stationary magnetic field. Ayon sa Faraday’s Laws of electromagnetic induction, ang isang current carrying conductor na inilagay sa isang magnetic field ay magdaranas ng puwersa sa direksyon na tukoy ng Fleming’s left hand rule.
Ang magnitude (strength) ng puwersang ito ay proporsyonal sa halaga ng kasalukuyan sa wire. Isang pointer ay nakalakip sa dulo ng wire at itinutuloy nito sa isang scale.
Kapag ang mga torques ay balanse, ang moving coil ay titigil, at ang kanyang angular deflection ay maaaring masukat gamit ang scale. Kung ang permanent magnet field ay uniform at ang spring linear, ang deflection ng pointer ay linear din. Dahil dito, maaari nating gamitin ang linear relationship na ito upang tukuyin ang halaga ng electrical current na lumilipad sa wire.
Ang mga PMMC instruments (i.e. D’Arsonval meters) ay ginagamit lamang para sukatin ang Direct Current (DC) current. Kung gagamitin natin ang Alternating Current (AC) current, ang direksyon ng kasalukuyan ay magbabago sa negative half cycle, at kaya ang direksyon ng torque ay magbabago rin. Ito ay nagresulta sa average value na zero torque – kaya walang net movement laban sa scale.
Bilang karagdagan, ang PMMC meters ay maaaring accurately measure DC current.
Pagbuo ng PMMC
Ang isang PMMC meter (o D’Arsonval meters) ay binubuo ng 5 pangunahing komponente:
Tumindig na Bahagi o Sistema ng Magnet
Galaw na Coil
Sistema ng Pagkontrol
Sistema ng Paghahandog
Meter
Tumindig na Bahagi o Sistema ng Magnet
Sa kasalukuyan, ginagamit natin ang mga magnet na may mataas na lakas ng field at mataas na pwersa ng coercive kaysa sa paggamit ng U-shaped na permanenteng magnet na may soft iron pole pieces. Ang mga magnet na ginagamit natin ngayon ay gawa sa materyales tulad ng alcomax at alnico na nagbibigay ng mataas na lakas ng field.
Galaw na Coil
Ang galaw na coil ay maaaring malayang gumalaw sa pagitan ng dalawang permanenteng magnet tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba. Ang coil ay may maraming turns ng copper wire at nakalagay sa rectangular na aluminium na pinivoted sa jeweled bearings.
Sistema ng Pagkontrol
Ang spring ay karaniwang gumagana bilang sistema ng pagkontrol para sa PMMC instruments. Ang spring ay nagbibigay din ng isa pang mahalagang tungkulin sa pamamagitan ng pagbibigay ng daan para magpasok at lumabas ng kuryente sa coil.
Sistema ng Paghahandog
Ang pwersa ng paghahandog, kaya ang torque, ay ibinibigay ng paggalaw ng aluminum former sa magnetic field na nilikha ng mga permanenteng magnet.
Meter
Ang meter ng mga instrumento na ito ay binubuo ng light weight pointer para magkaroon ng libreng galaw at scale na linear o uniform at nagbabago depende sa anggulo.
PMMC Torque Equation
Hayaan nating tuklasin ang isang pangkalahatang ekspresyon para sa torque sa mga permanent magnet moving coil instruments o PMMC instruments. Alam natin na sa mga moving coil instruments, ang deflecting torque ay ibinibigay ng ekspresyon:
Td = NBldI kung saan N ang bilang ng turns,
B ay densidad ng magnetic flux sa air gap,
l ay ang haba ng moving coil,
d ay ang lapad ng moving coil,
I ay ang elektrikong kasalukuyan.
Ngayon, para sa isang moving coil instrument, ang deflecting torque ay dapat proporsyonal sa kasalukuyan, matematikal na maaari nating isulat Td = GI. Kaya sa paghahambing, nagsasabi tayo na G = NBIdl. Sa steady state, pareho ang controlling at deflecting torques. Tc ay controlling torque, sa pagpaparehas ng controlling torque at deflection torque, mayroon tayo
GI = K.x kung saan x ay deflection, kaya ang kasalukuyan ay ibinibigay ng
Dahil ang deflection ay direktang proporsyonal sa kasalukuyan, kaya kailangan natin ng uniform na scale sa meter para sa pagsukat ng kasalukuyan.
Ngayon, sasabihin natin ang basic circuit diagram ng ammeter. Isaalang-alang natin ang circuit na ipinapakita sa ibaba:
Ang kasalukuyan I ay ipinapakita na naghihiwalay sa dalawang bahagi sa punto A. Ang dalawang bahagi ay Is at Im. Bago komentuhin ang magnitude values ng mga kasalukuyang ito, alamin natin ang higit pang impormasyon tungkol sa konstruksyon ng shunt resistance. Ang mga basic properties ng shunt resistance ay nakasaad sa ibaba,
Ang electrical resistance ng mga shunts ay hindi dapat magbago sa mas mataas na temperatura, dapat silang may napakababang value ng temperature coefficient. Bukod dito, ang resistance ay dapat time independent. Ang pinakahuling at pinakamahalagang katangian na dapat nila ay ang kakayahan na magdala ng mataas na halaga ng kasalukuyan nang walang malaking pagtaas ng temperatura. Karaniwang ginagamit ang manganin para sa paggawa ng DC resistance. Kaya naman, maaari nating sabihin na ang halaga ng Is ay mas malaki kaysa sa halaga ng Im dahil mababa ang resistance ng shunt. Mula sa amin, mayroon tayo
Kung saan, Rs ay resistance ng shunt at Rm ay ang electrical resistance ng coil.
Mula sa itaas na dalawang ekwasyon, maaari nating isulat,
Kung saan, m ang lakas ng paglalakip ng shunt.
Mga Kamalian sa Permanent Magnet Moving Coil Instruments
May tatlong pangunahing uri ng mga kamalian:
Mga kamalian dahil sa permanenteng magnet: Dahil sa epekto ng temperatura at pagtanda ng mga magnet, maaaring mawalan ng ilang bahagi ng kanilang magnetismo ang mga ito. Karaniwang inaaging ang mga magnet sa pamamagitan ng pagtrato ng init at pagkabigol.
Maaaring lumitaw ang kamalian sa PMMC Instrument dahil sa pagtanda ng spring. Gayunpaman, ang kamalian na dulot ng pagtanda ng spring at ang mga kamalian na dulot ng permanenteng magnet ay kabaligtaran, kaya nababayaran ang bawat isa.
Pagbabago ng resistensiya ng moving coil sa temperatura: Karaniwan ang temperature coefficient ng halaga ng coefficient ng copper wire sa moving coil ay 0.04 bawat degree Celsius na pagtaas ng temperatura. Dahil sa mas mababang halaga ng temperature coefficient, mas mabilis ang pagtaas ng temperatura at kaya't ang resistensiya ay tumataas. Dahil dito, nagdudulot ito ng malaking kamalian.
Pagpapahalaga sa Permanent Magnet Moving Coil Instruments
Ang mga pagpapahalaga ng PMMC instruments ay:
Ang skala ay pantay na hinati dahil ang current ay direkta proporsiyonal sa paglipat ng pointer. Kaya napakadali na sukatin ang mga bilang mula sa mga instrumentong ito.
Ang pagkonsumo ng lakas ay napakababa din sa mga ganitong uri ng instrumento.
Matataas na ratio ng torque sa timbang.
Ang mga ito ay may maraming pagpapahalaga, ang iisang instrumento ay maaaring gamitin para sukatin ang iba't ibang bilang sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang halaga ng shunts at multipliers.
Di-pagpapahalaga sa Permanent Magnet Moving Coil Instruments
Ang mga di-pagpapahalaga ng PMMC instruments ay:
Ang mga instrumentong ito ay hindi maaaring sukatin ang AC quantities.
Ang gastos ng mga instrumentong ito ay mataas kumpara sa moving iron instruments.
Pahayag: Igalang ang orihinal, mabubuting sulatin na nagbabalita, kung may labag sa karapatan ng nakababatid pakiusap ilipat.
