Движещ се железен прибор

Този прибор е една от най-примитивните форми на измервателен и реле прибор. Прибори с движещо се желязо са основно два типа. Тип с привличане и тип с отблъскване.
Когато парче желязо е поставено близо до магнит, то ще бъде привлечено от магнита. Силата на това привличане зависи от силата на магнитното поле. Ако магнитът е електромагнит, силата на магнитното поле лесно може да бъде увеличена или намалена, като се увеличи или намали токът през неговата обмотка.
Съответно силата на привличането, действаща върху парчето желязо, също би била увеличена или намалена. В зависимост от това просто явление, е разработен прибор с движещо се желязо от тип с привличане.

Когато два парчета желязо са поставени един до друг и магнит е донесен близо до тях, парчетата желязо ще се отблъснат. Тази сила на отблъскване е породена от еднакви магнитни полюси, индуцирани в едната страна на парчетата желязо, поради външното магнитно поле.
Тази сила на отблъскване се увеличава, ако се увеличи силата на магнитното поле на магнита. Ако магнитът е електромагнит, тогава силата на магнитното поле може лесно да бъде контролирана, като се контролира входния ток към магнита. Затова, ако токът се увеличи, силата на отблъскване между парчетата желязо се увеличава, а ако токът намалее, силата на отблъскване между тях също намалява. В зависимост от това явление, е конструиран прибор с движещо се желязо от тип с отблъскване.

Конструкция на прибор с движещо се желязо

Основната конструкция на прибор с движещо се желязо от тип с привличане е илюстрирана по-долу
Тънка плочка от меко желязо е ексцентрично определена преди обмотка. Това желязо се стреми да се движи надолу, т.е. от по-слабо магнитно поле към по-силно магнитно поле, когато ток протича през обмотката. В приборите с движещо се желязо от тип с привличане, преди се използваше гравитационен контрол, но сега този метод е заменен от пружинен контрол в относително модерните прибори. Чрез регулиране на балансирната тежест се постига нулево отклонение на указателя. Необходимата демпфираща сила в този прибор се предоставя чрез въздушно триене. Фигурата показва типичен вид на демпфиращ систем, предоставен в прибора, където демпфировката се осъществява чрез движещ се пистон във въздушна шприца.

Теория на прибор с движещо се желязо от тип с привличане

Представете си, че когато няма ток през обмотката, указателят е на нула, ъгълът, образуван от оста на железната плочка с линията, перпендикулярна на полето, е φ. Сега, благодарение на тока I и съответната магнитна поле сила, парчето желязо се отклонява под ъгъл θ. Компонентата на H в посоката на отклонената ос на железната плочка е Hcos{90 – (θ + φ) или Hsin (θ + φ). Сега силата F, действаща върху плочката вътрешно към обмотката, е пропорционална на H2sin(θ + φ), затова силата е също пропорционална на I2sin(θ + φ) за постоянна проницаемост. Ако тази сила действа върху плочката на разстояние l от точката на опора, то моментът на отклонение е,


Тъй като l е постоянно.

Където, k е константа.
Сега, тъй като приборът е гравитационно контролиран, контролиращият момент ще бъде

Където, k’ е константа.
В устойчиво състояние,

Където, K е константа.

Видеопрезентация на прибор с движещо се желязо

Изявление: Почитайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на правата, моля се обратете за изтриване.