Instrument de bobina mòbil de magnet permanent o PMMC
Definició
Els instruments que utilitzen un imant permanent per generar un camp magnètic estacionari dins del qual es mou una bobina s'anomenen instruments de Bobina Mòbil d'Imant Permanent (PMMC). Funcionen segons el principi que es exerceix una torsió sobre una bobina mòbil situada en el camp magnètic d'un imant permanent. Els instruments PMMC proporcionen resultats precisos per a mesures de corrent contínua (CC).
Construcció de l'instrument PMMC
La bobina mòbil i l'imant permanent són els components clau d'un instrument PMMC. A continuació, es detalla una explicació exhaustiva de les parts d'un instrument PMMC.
Bobina Mòbil
La bobina és el component portador de corrent de l'instrument que es mou lliurement dins del camp magnètic estacionari de l'imant permanent. Quan la corrent passa per la bobina, provoca la desviació de la bobina, permetent determinar la magnitud de la corrent o el voltatge. La bobina està muntada en un soporte rectangular fet d'alumini. Aquest soporte millora el camp magnètic radial i uniforme en el forat d'aire entre els pols magnètics. La bobina està enrolada amb fil de cobre recobert de seda entre els pols d'un imant.
Sistema d'Imants
En un instrument PMMC, s'utilitza un imant permanent per crear el camp magnètic estacionari. Es fan servir materials Alcomax i Alnico per fabricar l'imant permanent degut a la seva força coercitiva alta (la força coercitiva afecta la propietat de magnetització de l'imant). A més, aquests imants tenen intensitats de camp elevades.
Control
En un instrument PMMC, la torsió de control la proporcionen ressorts. Aquests ressorts estan fets de bronze fosforós i estan posicionats entre dos rodaments de joia. Els ressorts també serveixen com a camí perquè la corrent de condutor flueixi cap a la bobina mòbil. La torsió de control és principalment el resultat de la suspensió de cinta.
Amortigament
La torsió d'amortigament s'utilitza per mantenir el moviment de la bobina en un estat de repòs. Aquesta torsió d'amortigament és induïda pel moviment del nucli d'alumini quan es mou entre els pols de l'imant permanent.
Puntera i Escala
La puntera està connectada a la bobina mòbil. Indica la desviació de la bobina, i la magnitud d'aquesta desviació es mostra en l'escala. La puntera està feta d'un material lleuger, permetent que es desvii fàcilment amb el moviment de la bobina. Algunes vegades, es produeix un error de paral·laxi en l'instrument, que es pot minimitzar fàcilment alineant correctament la llet de la puntera.
Equació de Torsió per a l'instrument PMMC
La torsió de desviació és induïda pel moviment de la bobina. Es expressa amb la següent equació.
N – Nombre de voltes de la bobina
B – densitat de flux en el forat d'aire
L, d – la longitud vertical i horitzontal del costat
I – corrent a través de la bobina
El ressort proporciona la torsió de restabliment a la bobina mòbil, que es expressa com
On K = constant de ressort.
Per a la desviació final,
Substituint el valor de les equacions (1) i (3) obtenim,
La equació anterior indica que la torsió de desviació és directament proporcional a la corrent que flueix a través de la bobina.
Errors en els instruments PMMC
En els instruments PMMC, els errors surten degut als efectes de l'envelleiment i la temperatura. Els components principals de l'instrument que contribueixen a aquests errors són l'imant, el ressort i la bobina mòbil. Els detalls següents expliquen els diferents tipus d'errors:
1. Imant
El calor i la vibració acurten la vida útil de l'imant permanent i també redueixen el seu magnetisme, que és la propietat d'atracció o repulsió. Un imant debilitat resulta en una menor desviació de la bobina.
2. Ressorts
Un ressort debilitat augmenta la desviació de la bobina mòbil dins de l'imant permanent. Com a resultat, fins i tot per a un petit valor de corrent, la bobina mostra una gran desviació. El ressort es debilita degut als efectes de la temperatura; un increment de un grau en la temperatura redueix la vida útil del ressort en un 0,004 percentatge.
3. Bobina Mòbil
Quan el rang de la bobina es estén més enllà del límit especificat utilitzant un derivador, es produeixen errors. Això és degut al canvi en la resistència de la bobina respecte a la resistència del derivador. Com que la bobina està feta de fil de cobre amb una resistència de derivador alta i el fil de derivador està fet de Mangani amb una baixa resistència, aquesta disparetja causa errors.
Per mitigar aquest error, es connecta una resistència de saturació en sèrie amb la bobina mòbil. Una resistència de saturació és un resistor amb un coeficient de temperatura baix, que redueix l'impacte de la temperatura en la bobina mòbil.
Avantatges dels instruments PMMC
Els avantatges dels instruments PMMC són els següents:
Desavantatges dels instruments PMMC
Els desavantatges dels instruments PMMC són els següents:
