Flydende Jern Instrument

Dette instrument er en af de mest primitive former for måle- og relæinstrument. Bevægelige jerninstrumenter findes hovedsagelig i to typer. Tiltrækningstype og afstødningstype instrument.
Når et stykke jern placeres tættere på en magnet, vil det blive tiltrukket af magneten. Styrken af denne tiltrækning afhænger af styrken af den magnetiske felt. Hvis magneten er en elektrisk magnet, kan styrken af det magnetiske felt let øges eller formindskes ved at øge eller formindske strømmen gennem dens spole.
Tiltrækningskraften, der virker på jernet, vil derfor også øges og formindskes. Afhængigt af dette simple fænomen blev trækningstypen bevægelige jerninstrument udviklet.

Når to stykker jern holdes side om side, og en magnet bringes nærmere dem, vil jernstykkerne afstøde hinanden. Denne afstødende kraft skyldes, at samme magnetiske poler induceres på samme sider af jernstykkerne pga. eksternt magnetfelt.
Denne afstødende kraft øges, hvis styrken af magnetens felt øges. Ligesom i tilfældet, hvor magneten er en elektrisk magnet, kan styrken af magnetfeltet let kontrolleres ved at kontrollere indgående strøm til magneten. Derfor, hvis strømmen øges, vil afstødningen mellem jernstykkerne øges, og hvis strømmen formindskes, vil afstødningen mellem dem formindskes. Afhængigt af dette fænomen blev afstødningstypen bevægelige jerninstrument konstrueret.

Konstruktion af bevægeligt jerninstrument

Den grundlæggende konstruktion af trækningstypen bevægeligt jerninstrument er illustreret nedenfor
En tynd skive af blødt jern er ekscentrisk pivoteret foran en spole. Dette jern bevarer tendensen til at bevæge sig indad, dvs. fra et svagt magnetfelt til et stærkere magnetfelt, når strøm flyder gennem spolen. I trækningstypen bevægeligt jerninstrument blev gravitetskontrol tidligere anvendt, men nu er gravitetskontrolmetoden erstattet af fjederkontrol i relativt moderne instrumenter. Ved at justere balancen opnås ingen pejling af pejlen. Den nødvendige demperkraft leveres i dette instrument ved luftfriktion. Figuren viser en typisk type dempersystem, der er installeret i instrumentet, hvor demping opnås ved en bevægelig piston i en luftspritse.

Teori om trækningstypen bevægeligt jerninstrument

Antag, at der ikke er strøm gennem spolen, så pejlen er på nul, vinklen, som jernskivens akse danner med linjen, der står vinkelret på feltet, er φ. Nu, pga. strøm I og den tilsvarende magnetiske felt styrke, bliver jernstykket deflekteret til en vinkel θ. Komponenten af H i retningen af den deflekterede jernskives akse er Hcos{90 – (θ + φ) eller Hsin (θ + φ). Kraften F, der virker på skiven indad mod spolen, er derfor proportionel med H2sin(θ + φ), hvilket betyder, at kraften også er proportionel med I2sin(θ + φ) for konstant permeabilitet. Hvis denne kraft virker på skiven på en afstand l fra pivoten, så er deflektionsmomentet,


Da l er konstant.

Hvor k er konstant.
Nu, da instrumentet er gravitetskontrolleret, vil kontrolleringsmomentet være

Hvor k’ er konstant.
Ved stabil tilstand,

Hvor K er konstant.

Video præsentation af bevægeligt jerninstrument

Erklæring: Respektér det originale, godt artikler er værd at deles, hvis der er krænkelse kontakt slet.