Strumenti di misura elettrodinamici e ferrodinamici

I dispositivi elettrodinamici e ferrodinamici si basano sul principio dell'interazione di correnti di diverse bobine, una delle quali è stazionaria e l'altra può cambiare posizione rispetto alla prima. L'energia elettrica viene fornita alla bobina mobile del dispositivo tramite molle elicoidali o fili.

I dispositivi di misura elettrodinamici e ferrodinamici vengono utilizzati per misurare corrente, tensione, potenza e altre grandezze elettriche di correnti continue e alternate. Le scale di voltmetri e amperometri non sono uniformi e i wattmetri sono praticamente gli stessi.

I dispositivi elettrodinamici forniscono la massima precisione durante la misurazione in circuiti a corrente alternata con una frequenza fino a 20 kHz, ma non tollerano il sovraccarico, differiscono per un consumo significativo di energia elettrica e le loro letture sono influenzate da campi magnetici esterni.

Per ridurre questa influenza nei dispositivi con un'elevata classe di precisione, vengono utilizzate la schermatura e la struttura astatica del sistema di misura. Il costo dei dispositivi elettrodinamici è elevato.

La scala degli strumenti di misura elettrodinamici è spesso suddivisa in divisioni senza indicare i valori di queste divisioni in unità di misura. In questo caso, la costante del dispositivo, ad es. il numero di unità misurate corrispondenti ad una divisione della scala si trova con le formule:

per un voltmetro

per un amperometro

per wattmetro

dove Unom e Aznom — tensione nominale e corrente del dispositivo, rispettivamente, αmah — il numero totale di divisioni della scala.

Negli amperometri elettrodinamici per corrente nominale fino a 0,5 A e voltmetri, entrambi gli avvolgimenti del dispositivo sono collegati in serie tra loro e negli amperometri con un intervallo di misurazione superiore a 0,5 A - in parallelo.

L'espansione dei limiti di misurazione degli amperometri elettrodinamici è fornita dividendo la bobina fissa in sezioni, che consente di modificare a metà l'intervallo di misurazione del dispositivo, nonché di utilizzare shunt di misura della corrente continua e dei trasformatori di corrente di misura durante la misura in circuiti a corrente alternata.

L'estensione dei limiti di misurazione dei voltmetri elettrodinamici si ottiene utilizzando resistori aggiuntivi e durante la misurazione in circuiti a corrente alternata, inoltre, utilizzando trasformatori di misurazione della tensione.

Riso. 1. Schemi per il collegamento di un wattmetro monofase: a - direttamente nella rete, b - attraverso trasformatori di misurazione della tensione e della corrente.

Tra i dispositivi di misura elettrodinamici il più diffuso è il wattmetro (Fig.1, a), in cui una bobina fissa con un piccolo numero di spire di un filo spesso è collegata in serie nel circuito, e una mobile - collegata a un alloggiamento incorporato oa un resistore aggiuntivo esterno - in parallelo con quella sezione del circuito in cui viene misurata la potenza. Per deviare la freccia del wattmetro nella direzione richiesta, è necessario osservare le regole per l'accensione del dispositivo: l'energia elettrica deve entrare nel dispositivo dal lato dei terminali del generatore degli avvolgimenti, che sono contrassegnati sul dispositivo con "*" .

La scala su ciascun wattmetro indica la tensione e la corrente nominali per le quali il dispositivo è progettato. Se necessario, è consentito portare la tensione e la corrente fino al 120% dei loro valori nominali entro 2 ore Alcuni wattmetri elettrodinamici hanno campi di misura variabili sia per la tensione nominale che per la corrente nominale, ad esempio 30/75/150 /300 V e 2,5/5 A.

L'espansione della scala di corrente dei wattmetri elettrodinamici avviene allo stesso modo degli amperometri elettrodinamici e l'espansione della scala di tensione è simile ai voltmetri elettrodinamici. Se il wattmetro elettrodinamico viene acceso tramite trasformatori di misurazione della tensione e della corrente (Fig. 1, b), la potenza misurata viene trovata dalla formula

dove K.ti e Ki - rapporti di trasformazione nominali, rispettivamente, dei trasformatori di tensione e corrente di misura, ° СW - costante di wattmetro, α - il numero di divisioni lette dal dispositivo.

Quando è acceso misuratore di fase elettrodinamico nel circuito CA (fig.2) è necessario assicurarsi che i cavi che alimentano il dispositivo siano collegati ai morsetti del generatore contrassegnati sul dispositivo con "*". Tale collegamento diretto è possibile se la tensione di rete corrisponde alla tensione nominale del fasore e la corrente di carico non supera la sua corrente nominale. attuale.

La tensione nominale e la corrente del fasore sono riportate sulla sua scala, dove sono presenti anche le denominazioni: «IND» per la parte della scala corrispondente alla corrente in ritardo rispetto alla tensione, e «EMK» per la parte della scala corrispondente alla corrente principale. Nel caso in cui la tensione e la corrente del circuito superino la corrispondente tensione e corrente nominale del fasore, dovrebbe essere accesa attraverso i corrispondenti trasformatori di tensione e corrente di misura.

Riso. 2. Schema elettrico del misuratore di fase.

I dispositivi ferrodinamici sono simili ai dispositivi elettrodinamici, ma differiscono da essi in un campo magnetico potenziato di una bobina stazionaria dovuto a un nucleo magnetico in materiale ferrimagnetico, che aumenta la coppia, aumenta la sensibilità, indebolisce l'influenza dei campi magnetici esterni e riduce il consumo di energia elettrica. La precisione degli strumenti di misura ferrodinamici è inferiore alla precisione degli strumenti elettrodinamici. Sono adatti anche per l'uso su circuiti a corrente alternata con una frequenza da 10 Hz a 1,5 kHz.

Riso. 3. Diagramma schematico di un frequenzimetro ferrodinamico

Riso. 4. Schema di accensione del frequenzimetro: a — direttamente nella rete, b — attraverso la resistenza aggiuntiva

I frequenzimetri ferrodinamici sono solitamente collegati ad una rete di tensione alternata in parallelo o tramite un ulteriore dispositivo di controllo remoto (Fig.4, a, b), che è un circuito elettrico con resistori, bobine induttive e condensatori situati in un alloggiamento separato. All'accensione del frequenzimetro è necessario verificare che la tensione di rete corrisponda alla tensione nominale del dispositivo, indicata sulla sua scala. I frequenzimetri ferrodinamici sono prodotti anche senza dispositivi aggiuntivi per più tensioni nominali, ciascuna delle quali corrisponde a un morsetto specifico del dispositivo e un morsetto comune contrassegnato con «*».