Liikkuva rautainstrumentti

Tämä laite on yksi vanhimmista mittaus- ja suojalaitteiden muodoista. Liukuva rautalaji on pääasiassa kahdenlaisia. Vetovoiman perusteella toimivat laitteet ja repeilysvoiman perusteella toimivat laitteet.
Kun rautapala asetetaan lähelle magneettia, se vetää sitä itseensä. Tämän vetovoiman voima riippuu kyseisen magneettikentän vahvuudesta. Jos magneetti on sähkömagneetti, sen magneettikentän vahvuutta voidaan helposti lisätä tai vähentää kasvattamalla tai vähentämällä virtaa sen spooliin kulkevaa virtaa.
Vastaavasti rautapalan vetovoima myös kasvaa ja vähenee. Tämän yksinkertaisen ilmiön perusteella kehitettiin vetovoiman perusteella toimiva liukuva rautalaji.

Kun kaksi rautapaloa pidetään vierekkäin ja magneetti tuodaan niiden lähelle, rautapalat repeilysytyvät toisiaan vastaan. Tämä repeilysvoima johtuu samankaltaisten magneettipolien syntyä rautapalojen samaa puolta ulkoisessa magneettikentässä.
Tämä repeilysvoima kasvaa, jos magneettin kentän vahvuus kasvaa. Samoin kuin edellisessä tapauksessa, jos magneetti on sähkömagneetti, magneettikentän vahvuutta voidaan helposti ohjata hallitsemalla magneettin virtaa. Niinpä jos virta kasvaa, rautapalojen välisen repeilysvoiman tulee kasvaa, ja jos virta vähenee, rautapalojen välinen repeilysvoima vähenee. Tämän ilmiön perusteella kehitettiin repeilysvoiman perusteella toimiva liukuva rautalaji.

Liukuvan rautalajin rakennus

Vetovoiman perusteella toimivan liukuvan rautalajin perusrakenne on esitetty alla
Hieno pehmeän raudan levy on keskustettu vinosti pyörönnäytteen edessä. Tämä rautalevy pyrkii liikkumaan sisäänpäin, eli heikommasta magneettikentästä vahvampaan, kun virta kulkee spoolissa. Vetovoiman perusteella toimivissa liukuvissa rautalajeissa aiemmin käytettiin gravitaatiokontrollia, mutta nykyisin tämä menetelmä on korvattu kevyemmällä jousikontrollilla modernissa laitteessa. Nollasijan saavuttamiseksi tasapainon painotusta säädellään. Laitteessa tarvittava rauhoitusvoima tuotetaan ilman kitkalla. Kuviossa näkyy tyypillinen rauhoitusjärjestelmä, jossa rauhoitus saavutetaan liikkuvan piston avulla ilmauppurissa.

Vetovoiman perusteella toimivan liukuvan rautalajin teoria

Oletetaan, että kun spoolissa ei ole virtaa, osoitin on nollassa, rautalevyn akselin ja kentän suuntainen kulma on φ. Nyt, kun virtana on I ja vastaava magneettikentän vahvuus, rautalevi siirtyy kulmaan θ. Nyt H:n komponentti defektoitun rautalevyn akselissa on Hcos{90 – (θ + φ) tai Hsin (θ + φ). Nyt levylle vaikuttava sisäänpäin suuntautuva voima F on verrannollinen H2sin(θ + φ), joten voima on myös verrannollinen I2sin(θ + φ) vakioille permeabiliteeteille. Jos tämä voima vaikuttaa levylle etäisyydeltä l pyörönnäytteestä, silloin taivutusmomentti,


Koska l on vakio.

Missä k on vakio.
Nyt, koska laite on gravitaatiokontrolloitu, kontrollimomentti on

Missä k’ on vakio.
Vakiovaiheessa,

Missä K on vakio.

Liukuvan rautalajin videoesitys

Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on loukkausta, ota yhteyttä poistamaan.