Pohyblivý železný přístroj

Tento přístroj je jednou z nejstarších forem měřicích a reléových přístrojů. Pohyblivé železné přístroje jsou hlavně dvou typů. Přitažlivý typ a odpuzující typ přístroje.
Když se kousek železa umístí blízko magnetu, bude magnetem přitáhnuto. Síla tohoto přitahování závisí na síle daného magnetického pole. Pokud je magnet elektromagnet, pak sílu magnetického pole lze snadno zvýšit nebo snížit zvýšením nebo snížením proud v jeho cívce.
Podle toho by také síla přitahování působící na kus železa byla zvýšena nebo snížena. Na základě tohoto jednoduchého jevu byl vyvinut přitažlivý typ pohyblivého železného přístroje.

Když jsou dva kousky železa umístěny vedle sebe a magnet je přiblížen, kusy železa se budou odpuzovat. Tato odpuzující síla je způsobena stejnými magnetickými póly indukovanými na stejných stranách kusů železa díky vnějšímu magnetickému poli.
Tato odpuzující síla se zvyšuje, pokud se zvýší síla pole magnetu. V případě, že je magnet elektromagnet, lze sílu magnetického pole snadno ovládat řízením vstupního proudu do magnetu. Proto, pokud se proud zvýší, zvýší se odpuzující síla mezi kusy železa a pokud se proud sníží, sníží se odpuzující síla mezi nimi. Na základě tohoto jevu byl vyroben odpuzující typ pohyblivého železného přístroje.

Výroba pohyblivého železného přístroje

Základní konstrukce přitažlivého typu pohyblivého železného přístroje je znázorněna níže
Tenký disk z měkkého železa je excentricky uložen před cívkou. Toto železo se snaží pohybovat směrem dovnitř, tedy od slabšího magnetického pole k silnějšímu, když proud teče skrz cívku. U přitažlivého pohyblivého přístroje se dříve používala gravitační kontrola, ale v relativně moderních přístrojích byla tato metoda nahrazena pružinovou kontrolou. Nulové odchylky ukazatele se dosahuje nastavením vyvážovací hmoty. Požadovaná tlumičová síla je v tomto přístroji poskytována vzduchovým třením. Obrázek ukazuje typický typ tlumičového systému poskytnutého v přístroji, kde tlumení je dosaženo pohybem pístu v vzduchovém špičáku.

Teorie přitažlivého typu pohyblivého železného přístroje

Pokud není žádný proud skrz cívkou, ukazatel je na nule, úhel, který osa železného disku svírá s čarou kolmou k poli, je φ. Teď, díky proudu I a odpovídající síle magnetického pole, je kus železa odvrácen do úhlu θ. Nyní složka H ve směru odvrácené osy železného disku je Hcos{90 – (θ + φ) nebo Hsin (θ + φ). Nyní síla F působící na disk směrem dovnitř k cívce je tedy úměrná H2sin(θ + φ), tudíž síla je také úměrná I2sin(θ + φ) pro konstantní permeabilitu. Pokud tato síla působí na disk vzdálený l od ložiska, pak moment odchylky,


Protože l je konstantní.

Kde, k je konstanta.
Nyní, protože přístroj je řízen gravitací, řídící moment bude

Kde, k' je konstanta.
V rovnovážném stavu,

Kde, K je konstanta.

Video prezentace pohyblivého železného přístroje

Prohlášení: Respektujte původ, dobaře napsané články jsou hodné sdílení, v případě porušení autorských práv se prosím obraťte pro smazání.