Instrument de ferro mòbil

Aquest instrument és una de les formes més primitives d'instruments de mesura i relé. Els instruments de tipus ferro mòbil són principalment de dos tipus: el tipus atracció i el tipus repulsió.
Quan es col·loca un tros de ferro proper a un imant, aquest es veurà atraït per l'imant. La força d'aquesta atracció depèn de la intensitat del camp magnètic. Si l'imant és un electroimant, llavors la intensitat del camp magnètic es pot augmentar o disminuir fàcilment augmentant o disminuint la corrent que passa pel seu bobinat.
En conseqüència, la força d'atracció que actua sobre el tros de ferro també augmentarà o disminuirà. Basant-se en aquest fenomen simple, es va desenvolupar l'instrument de ferro mòbil de tipus atracció.

Quan es mantenen dos trossos de ferro costat a costat i s'apropa un imant a ells, els trossos de ferro es repel·len mútuament. Aquesta força de repulsió es deu a que es generen pols magnètics iguals en el mateix costat dels trossos de ferro degut al camp magnètic extern.
Aquesta força de repulsió augmenta si la intensitat del camp magnètic de l'imant s'augmenta. Com en el cas anterior, si l'imant és un electroimant, llavors la intensitat del camp magnètic es pot controlar fàcilment controlant la corrent d'entrada a l'imant. Per tant, si la corrent augmenta, la força de repulsió entre els trossos de ferro augmenta, i si la corrent disminueix, la força de repulsió entre ells disminueix. Basant-se en aquest fenomen, es va construir l'instrument de ferro mòbil de tipus repulsió.

Construcció de l'instrument de ferro mòbil

La construcció bàsica de l'instrument de ferro mòbil de tipus atracció es mostra a continuació:
Un disc fin de ferro dolç està pivotat excèntricament davant d'un bobinat. Aquest ferro tendeix a moure's cap a l'interior, és a dir, des d'un camp magnètic més feble cap a un més fort quan hi ha corrent passant pel bobinat. En els instruments de ferro mòbil de tipus atracció, anteriorment s'utilitzava el control per gravetat, però ara aquest mètode ha estat reemplaçat pel control per molla en els instruments més moderns. Ajustant el pes de compensació, es consigueix una deflexió nul·la del punter. La força de frenat necessària en aquest instrument es proporciona per la fricció de l'aire. La figura mostra un tipus típic de sistema de frenat proporcionat en l'instrument, on el frenat es consigueix mitjançant un pistó mòbil en una seringa d'aire.

Teoria de l'instrument de ferro mòbil de tipus atracció

Suposem que quan no hi ha corrent a través del bobinat, el punter està a zero, i l'angle format per l'eix del disc de ferro amb la línia perpendicular al camp és φ. Ara, a causa de la corrent I i la corresponent intensitat del camp magnètic, el tros de ferro es desvia a un angle θ. Ara, la component de H en la direcció de l'eix del disc de ferro desviat és Hcos{90 – (θ + φ) o Hsin (θ + φ). Ara la força F que actua sobre el disc cap a l'interior del bobinat és proporcional a H2sin(θ + φ), per tant, la força també és proporcional a I2sin(θ + φ) per a una permeabilitat constant. Si aquesta força actua sobre el disc a una distància l del pivot, llavors el moment de deflexió,


Com que l és constant.

On k és una constant.
Ara, com que l'instrument està controlat per la gravetat, el moment de control serà

On k’ és una constant.
En condicions estacionàries,

On K és una constant.

Presentació en vídeo de l'instrument de ferro mòbil

Declaració: Respeteu l'original, articles bons mereixen ser compartits, si hi ha infracció, contacteu per eliminar.