Rörelsejärninstrument

Detta instrument är en av de mest primitiva formerna av mät- och reläinstrument. Rörelsejärntypens instrument finns huvudsakligen i två typer: attraktionstyp och repulsionstyp.
När ett järnstycke placeras nära en magnet dras det till av magneten. Kraften i denna attraktion beror på styrkan av den nämnda magnetiska fältet. Om magneten är en elektronmagnet kan styrkan av det magnetiska fältet enkelt ökas eller minskas genom att öka eller minska strömmen genom dess spole.
Enligt detta ökar och minskar attraktionskraften som verkar på järnstycket. Baserat på detta enkla fenomen utvecklades attraktionstypens rörelsejärninstrument.

När två järnstycken hålls bredvid varandra och en magnet förs närmare dem repellerar järnstyckena varandra. Denna repulsionskraft orsakas av samma magnetiska poler inducerade på samma sidor av järnstyckena på grund av det externa magnetiska fältet.
Denna repulsionskraft ökar om fältsstyrkan hos magneten ökas. Liksom i fallet med en elektronmagnet kan styrkan av magnetiska fältet enkelt kontrolleras genom att kontrollera inmatningsströmmen till magneten. Så om strömmen ökar ökar repulsionskraften mellan järnstyckena, och om strömmen minskar minskar repulsionskraften mellan dem. Baserat på detta fenomen konstruerades repulsionstypens rörelsejärninstrument.

Konstruktion av rörelsejärninstrument

Den grundläggande konstruktionen av attraktionstypens rörelsejärninstrument illustreras nedan
Ett tunnt skivformigt mjukt järn är excentriskt vridit framför en spole. Detta järn tenderar att röra sig inåt, det vill säga från ett svagare magnetiskt fält till ett starkare magnetiskt fält när ström flödar genom spolen. I attraktionsrörelseinstrument användes tidigare gravitationskontroll, men nu har gravitationskontrollmetoden ersatts av fjäderkontroll i relativt moderna instrument. Genom att justera balansvikt uppnås nollavvikelse för pekaren. Den nödvändiga dammkraften i detta instrument ges av luftfriktion. Figuren visar en typisk typ av dampsystem som finns i instrumentet, där damning uppnås genom en rörlig kolben i en luftsprit.

Teori för attraktionstypens rörelsejärninstrument

Anta att det inte finns någon ström genom spolen, så är pekaren vid noll, vinkeln som axeln av järnskivan bildar med linjen vinkelrätt mot fältet är φ. Nu på grund av ström I och motsvarande magnetiska fältets styrka, deflekteras järnstycket till en vinkel θ. Nu är komponenten av H i riktningen av den deflekterade järnskivans axel Hcos{90 – (θ + φ) eller Hsin (θ + φ). Nu är kraften F som verkar på skivan inåt mot spolen proportionell mot H2sin(θ + φ), så kraften är också proportionell mot I2sin(θ + φ) för konstant permeabilitet. Om denna kraft verkar på skivan på en avstånd l från vridpunkten, då är deflektionsmomentet,


Eftersom l är konstant.

Där k är konstant.
Nu, eftersom instrumentet är gravitationskontrollerat, kommer kontrolleringsmomentet att vara

Där k’ är konstant.
Vid jämviktsläge,

Där K är konstant.

Videopresentation av rörelsejärninstrument

Ut