Mitä ovat analogiset laitteet niiden luokittelu ja toimintaperiaatteet

Analogilaiset laitteet määritelmä

Analogilainen laite on laite, jonka ulostulo on jatkuva ajan funktio, ylläpitäen vakia suhdetta syötteeseen. Fyysisiä suureita, kuten jännite, virta, teho ja energia, mitataan analogilaisten laitteiden avulla. Useimmat analogilaiset laitteet käyttävät osoittinta tai mittaripaneelia ilmaistakseen mitattavan suureen suuruuden.

Analogilaiset laitteet luokittelu

Analogilaisten laitteiden luokittelu perustuu siihen fyysiseen suureen, jota ne mitaavat. Esimerkiksi amperemittari on laite, jota käytetään virran mittaamiseen, kun taas volttimittari mittaa jännitettä. Wattmittari ja taajuusmittari mitaavat taas tehon ja taajuuden.

Analogilaiset laitteet luokittelu

Analogilaisten laitteiden voidaan luokitella niiden mitoaman virran tyypin perusteella, mikä tuottaa kolme pääluokkaa:

• Suoran virran (DC) analogiset laitteet

• Vaihtovirran (AC) analogiset laitteet

• Laitteet sekä suoraan että vaihtovirtaan

Ne voidaan myös luokitella niiden tavalla, jolla ne esittävät mitattua suuretta, mukaan lukien:

1. Osoittava laite

Nämä laitteet näyttävät mitattavan suuren suuruutta mittaripaneelin ja osoittimen avulla. Esimerkkejä ovat amperemittarit ja volttimittarit. Ne jaetaan edelleen seuraaviin:

• Sähkömekaaniset laitteet

• Sähköiset laitteet

2. Kirjoittava laite

Nämä tarjoavat jatkuvia lukemia tietyn ajanjakson yli, ja suureiden muutokset kirjataan paperille.

3. Integroiva laite

Nämä mitaavat sähköisen suureen kokonaissumman tietylle ajanjaksolle.

Toinen luokittelu perustuu siihen menetelmään, jota käytetään mitattavan suureen vertailuun:

• Suorat mittalaitteet
  Nämä muuntavat suoraan mitattavan suuren energiaksi laitteen aktivoinnissa, mahdollistaen tuntemattomien suureiden suoran mittaamisen. Esimerkkejä ovat amperemittarit, volttimittarit, wattmittarit ja energiamittarit.

• Vertailulaitteet
  Nämä määrittävät tuntemattomat suureet vertaamalla niitä standardiarvoihin. AC- ja DC-silmut ovat tyypillisiä esimerkkejä.

Analogilaiset laitteet voidaan myös luokitella niiden tarkkuustason perusteella.

Toiminnan periaatteet

Analogilaisten laitteiden voidaan luokitella niiden toimintaperiaatteiden perusteella, ja monet niistä perustuvat seuraaviin vaikutuksiin:

Magneettinen vaikutus

Kun virta kulkee johtimesta, se aiheuttaa magneettikentän johtimen ympärille. Jos johtin on rullattu, yhdistetty magneettikenttä pyörän kierroksista toimii kuin kuvitteellinen magneetti.

Lämpövaikutus

Kun mitattu virta kulkee lämmityselementeissä, se nostaa niiden lämpötilaa. Nämä elementit kiinteästi kytketty thermoparia muuntaa tämän lämpötilamuutoksen sähkömotoriiviksi (emf). Tämä virtan muuntaminen emf:ksi lämpötilan kautta tunnetaan lämpövaikutuksena.

Elektrostaattinen vaikutus

Elektrostaattinen voima toimii kahden varautuneen levyn välillä, mikä saa yhden levyn siirtymään. Laitteet, jotka toimivat tällä periaatteella, tunnetaan elektrostaattisina laitteina.

Induktiivinen vaikutus

Epämagneettinen johtava levy, joka on sijoitettu magneettikenttään (jonka aiheuttavat vaihtovirta herättämä sähkömagneetti), tuottaa sähkömotoriivin (emf). Tämä emf indusoib virtaa levylle, ja indusoitu virta ja magneettikentän välinen vuorovaikutus aiheuttaa levyn liikkumisen. Tätä vaikutusta käytetään pääasiassa induktiivisissa laitteissa.

Hallin vaikutus

Kun materiaali kuljettaa sähkövirtaa transversaalisen magneettikentän läsnä ollessa, syntyy jännite materiaalin kahden reunan välille. Tämän jännitteen suuruus riippuu virtasta, magneettifluxitiheydestä ja materiaalin ominaisuuksista.