Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dei contatori elettromagnetici?

Strumenti di misura elettromagnetici — dispositivi basati sulla proprietà del campo magnetico di attrarre, ad esempio, corpi ferromagnetici. acciaio dolce. Quando una corrente attraversa la bobina, si genera in essa un campo magnetico, che tende a richiamare all'interno della bobina un'armatura d'acciaio collegata alla freccia del dispositivo.

La freccia è tenuta nella posizione iniziale da una molla elicoidale. La deflessione della freccia può essere utilizzata per stimare l'intensità della corrente che passa attraverso la bobina. Poiché l'avvolgimento di corrente disegna l'armatura sia che sia alimentato con corrente continua che con corrente alternata, i misuratori di elettromagneti in acciaio sono ugualmente adatti per misurare sia la corrente continua che la corrente alternata.

Pertanto, un dispositivo elettromagnetico ha un meccanismo di misurazione elettromagnetico con una bobina fissa, attraverso la quale scorre una corrente elettrica, e uno o più nuclei ferromagnetici montati sull'asse.

I dispositivi di misurazione elettromagnetici sono utilizzati in amperometri, voltmetri, frequenzimetri e misuratori di fase.

I dispositivi elettromagnetici sono prodotti con una bobina piatta o rotonda. Una bobina stazionaria piatta (Fig. 1, a) viene solitamente avvolta da un filo spesso 1 su un telaio non ferromagnetico 2 in modo che al suo interno si formi un traferro. Una piastra ferromagnetica 7 è posta accanto allo spazio, l'asse della piastra è posizionato asimmetricamente, la freccia 8 del dispositivo è fissata all'asse che si muove lungo la scala 3 del dispositivo. Sull'asse sono montati una molla di contrasto 6 e un settore di alluminio 5, che possono ruotare nel campo di un magnete permanente 4.

Un dispositivo elettromagnetico con bobina circolare è strutturato come segue. Una bobina rotonda 10 (Fig. 1, b) con un traferro centrale d'aria è avvolta da un filo spesso. All'interno dell'intercapedine è fissata una piastra ferromagnetica 11 e sull'asse è fissata una seconda piastra ferromagnetica già mobile 12. Sull'asse della piastra 12 sono fissate una contromolla 13 e una freccia 14 del dispositivo. Per creare un momento contrario, il settore in alluminio viene fissato sull'asse e installato magnete permanente — non mostrato in figura.

Riso. 1. Meccanismo di misurazione elettromagnetico: a - con una bobina piatta, b - con una bobina rotonda

Vantaggi degli strumenti di misura elettromagnetici

L'angolo di deflessione della freccia di un dispositivo di misurazione elettromagnetico dipende dal quadrato della corrente. Ciò implica che i dispositivi del sistema elettromagnetico possono funzionare in circuiti CC e CA.

Quando la corrente alternata scorre attraverso la bobina, il nucleo mobile viene magnetizzato contemporaneamente al cambiamento nella direzione del campo magnetico e la direzione della coppia non cambia, ovvero il cambiamento nel segno della corrente non influisce sul segno dell'angolo di deviazione. La lettura del dispositivo nel circuito AC è proporzionale ai valori rms dei valori misurati.

I contatori elettromagnetici sono semplici nel design, poco costosi, specialmente il pannello. Possono misurare direttamente grandi correnti perché le loro bobine sono stazionarie e possono essere facilmente realizzate con fili con un'ampia sezione trasversale.

L'industria produce amperometri del sistema elettromagnetico per il collegamento diretto a correnti fino a 150 A.

I dispositivi di misurazione elettromagnetici resistono non solo a sovraccarichi a breve termine, ma anche a lungo termine, se presenti, che si verificano durante il processo di misurazione.

Svantaggi degli strumenti di misura elettromagnetici

Gli svantaggi dei dispositivi di misurazione elettromagnetici includono: irregolarità della scala e sensibilità relativamente bassa durante la misurazione di correnti basse, ovvero precisione di misurazione relativamente bassa all'inizio della scala, dipendenza delle letture dello strumento dall'influenza di campi magnetici esterni, bassa gamma di misurazione della frequenza, elevata sensibilità degli strumenti alle fluttuazioni delle frequenze di corrente e al loro elevato consumo (fino a 2 W per amperometri per correnti fino a 10 A e 3 - 20 W per voltmetri, a seconda della tensione).

Per molti dispositivi, la scala è quasi la stessa.

Gli strumenti di misura elettromagnetici sono suscettibili all'influenza di campi magnetici esterni perché hanno un campo magnetico intrinseco molto debole. Il fatto è che le bobine sono realizzate senza nuclei ferromagnetici, quindi il campo magnetico creato in esse è racchiuso nell'aria, ed è noto che l'aria è un mezzo con un'altissima resistenza magnetica. Per eliminare l'influenza dei campi magnetici, sono ampiamente utilizzati vari schermi magnetici o i dispositivi sono fabbricati in una versione astatica.

Nei dispositivi di misurazione astatici, invece di una bobina con un nucleo, vengono utilizzate rispettivamente due bobine fisse e due nuclei montati su un asse con una freccia. Gli avvolgimenti delle bobine sono collegati in serie tra loro e in modo tale che quando la corrente misurata li attraversa, si creano flussi magnetici diretti l'uno verso l'altro.

Se il dispositivo di misurazione si trova in un campo magnetico esterno, aumenta il campo magnetico in una bobina e diminuisce nell'altra. Pertanto, un aumento della coppia in una bobina è compensato dalla stessa diminuzione della coppia nell'altra. Ciò compensa l'influenza di un campo magnetico uniforme esterno. Se il campo magnetico esterno non è uniforme, si verifica solo una compensazione parziale.