La diferència entre un comptador de bobina mòbil i un comptador de bobina mòbil amb imant permanent

Diferències entre els Voltmetres de Bobina Mòbil i els Voltmetres de Bobina Mòbil amb Imant Permanent (PMMC)

Els voltmetres de bobina mòbil i els voltmètres de bobina mòbil amb imant permanent (PMMC) són tots dos tipus d'instruments electromecànics utilitzats per mesurar quantitats elèctriques, però tenen diferències notables en la seva construcció, operació i aplicacions. A continuació es presenta una comparació detallada dels dos:

1. Construcció

Voltmetre de Bobina Mòbil

• Font del Camp Magnètic: En un voltmètre de bobina mòbil tradicional, el camp magnètic es genera mitjançant un parell de bobines que porten corrent (bobines de camp) que envolten la bobina mòbil. Aquestes bobines de camp es carreguen amb la mateixa corrent que passa per la bobina mòbil.

• Bobina Mòbil: La bobina mòbil està suspesa entre les bobines de camp i porta la corrent a mesurar. És lliure per girar al voltant d'un pivot o rodamunt de joia.

• Amortigament: L'amortigament normalment es proporciona per la fricció de l'aire o les corrents induïdes, que ajuda a fer arribar el punter a repòs ràpidament després de la deflexió.

Voltmetre de Bobina Mòbil amb Imant Permanent (PMMC)

• Font del Camp Magnètic: En un voltmètre PMMC, el camp magnètic es proporciona mitjançant un imant permanent, que crea un camp magnètic fort i estable. Això elimina la necessitat de bobines de camp externes.

• Bobina Mòbil: La bobina mòbil es col·loca dins de la fenda de l'imant permanent. Quan la corrent flueix a través de la bobina mòbil, interacciona amb el camp magnètic, causant que la bobina giri.

• Amortigament: Els voltmètres PMMC sovint utilitzen l'amortigament per corrents induïdes, on un petit disc o àlea d'alumini atacat a la bobina mòbil gira dins d'un camp magnètic, generant corrents induïdes que proporcionen l'amortigament.

2. Principi d'Operació

Voltmetre de Bobina Mòbil

Funcionament: El voltmètre de bobina mòbil funciona segons el principi de l'inducció electromagnètica. Quan la corrent flueix a través de la bobina mòbil, crea un camp magnètic que interacciona amb el camp produït per les bobines de camp. Aquesta interacció produeix un moment que fa girar la bobina mòbil. La deflexió del punter és proporcional a la corrent que passa a través de la bobina mòbil.

Equació del Moment: El moment (T) produït en un voltmètre de bobina mòbil es dona per:

on B és la densitat de flux magnètic, I és la corrent, L és la longitud de la bobina, i d és l'amplada de la bobina.

Voltmetre de Bobina Mòbil amb Imant Permanent (PMMC)

Funcionament: El voltmètre PMMC funciona segons el principi de l'efecte motor. Quan la corrent flueix a través de la bobina mòbil, interacciona amb el fort i uniforme camp magnètic proporcionat pel imant permanent. Aquesta interacció produeix un moment que fa girar la bobina mòbil. La deflexió del punter és directament proporcional a la corrent que passa a través de la bobina mòbil.

Equació del Moment: El moment (T) produït en un voltmètre PMMC es dona per:

on B és la densitat de flux magnètic, I és la corrent, N és el nombre de voltants de la bobina, i A és l'àrea de la bobina.

3. Avantatges i Inconvenients

Voltmetre de Bobina Mòbil

Avantatges:

Pot mesurar corrents AC i DC, ja que el camp magnètic es genera per la corrent mateixa. No cal un imant permanent, el que pot reduir el cost i la complexitat.

Inconvenients:

• Menys precís que els voltmètres PMMC degut a les variacions en la força del camp magnètic.

• Les bobines de camp consumen energia, el que pot introduir errors en circuits de baixa potència.

• El camp magnètic no és tan uniforme com en els voltmètres PMMC, cosa que provoca una deflexió menys lineal.

Voltmetre de Bobina Mòbil amb Imant Permanent (PMMC)

Avantatges:

• Altament precís i sensible, especialment per a mesurar corrents DC.

• El camp magnètic uniforme proporcionat pel imant permanent assegura una deflexió lineal i una alta precisió.

• Baix consum d'energia, ja que no calen bobines de camp externes.

• Llarg durada i fiabilitat degut a la manca de bobines de camp.

Inconvenients:

• Només pot mesurar corrents DC, ja que la direcció del camp magnètic està fixada pel imant permanent.

• Més car que els voltmètres de bobina mòbil degut a l'ús d'imants permanents.

• Sensible als canvis de temperatura, que poden afectar les propietats magnètiques de l'imant permanent.

4. Aplicacions

Voltmetre de Bobina Mòbil

Aplicacions:

• Utilitzat en ammeters i voltmètres d'ús general que necessiten mesurar corrents AC i DC.

• Adequat per a aplicacions on el cost i la simplicitat són importants, i la precisió moderada és suficient.

• Sovent utilitzat en instruments més antics o més simples.

Voltmetre de Bobina Mòbil amb Imant Permanent (PMMC)

Aplicacions:

• Amplament utilitzat en mesures de precisió DC, com en instruments de laboratori, multimetres i voltmètres de panell.

• Comunament trobat en multimetres digitals (DMMs) per a mesurar tensió i corrent DC.

• Utilitzat en sistemes de control industrial, instruments automotius i altres aplicacions que requereixen alta precisió i fiabilitat.

5. Escala i Deflexió

Voltmetre de Bobina Mòbil

• Escala: L'escala d'un voltmètre de bobina mòbil sol ser no lineal, especialment en deflexions més altes, degut al camp magnètic no uniforme generat per les bobines de camp.

• Deflexió: La deflexió és proporcional a la corrent, però la relació pot no ser perfectament lineal, especialment a nivells de corrent més alts.

Voltmetre de Bobina Mòbil amb Imant Permanent (PMMC)

• Escala: L'escala d'un voltmètre PMMC és lineal, ja que el camp magnètic és uniforme i no canvia amb la posició de la bobina mòbil.

• Deflexió: La deflexió és directament proporcional a la corrent, cosa que ho fa més fàcil de llegir i interpretar.

6. Sensibilitat a la Temperatura

Voltmetre de Bobina Mòbil

Sensibilitat a la Temperatura: El voltmètre de bobina mòbil és menys sensible als canvis de temperatura perquè el camp magnètic es genera per la corrent mateixa, en lloc d'un imant permanent.

Voltmetre de Bobina Mòbil amb Imant Permanent (PMMC)

Sensibilitat a la Temperatura: Els voltmètres PMMC són més sensibles als canvis de temperatura, ja que les propietats magnètiques de l'imant permanent poden variar amb la temperatura. Tanmateix, els voltmètres PMMC moderns sovint inclouen compensació de temperatura per mitigar aquest efecte.

Resum

• Voltmetre de Bobina Mòbil: Utilitza bobines de camp que porten corrent per generar el camp magnètic, pot mesurar corrents AC i DC, però és menys precís i té una escala no lineal. És adequat per a aplicacions d'ús general on la precisió moderada és acceptable.

• Voltmetre de Bobina Mòbil amb Imant Permanent (PMMC): Utilitza un imant permanent per proporcionar un camp magnètic fort i uniforme, només pot mesurar corrents DC, però ofereix alta precisió, linealitat i sensibilitat. Es utilitza amplament en aplicacions de mesura de precisió.