Apa keuntungan dan kerugian dari meter elektromagnetik?

Alat ukur elektromagnetik — perangkat berdasarkan sifat medan magnet untuk menarik, misalnya, benda feromagnetik. baja ringan. Ketika arus mengalir melalui koil, medan magnet muncul di dalamnya, yang cenderung menarik angker baja ke dalam koil yang terhubung ke panah perangkat.

Panah ditahan di posisi awal oleh pegas koil. Defleksi panah dapat digunakan untuk memperkirakan kekuatan arus yang melewati koil. Karena belitan arus menarik angker apakah disuplai dengan arus searah atau arus bolak-balik, maka meter elektromagnet baja sama-sama cocok untuk mengukur arus searah dan arus bolak-balik.

Dengan demikian, perangkat elektromagnetik memiliki mekanisme pengukuran elektromagnetik dengan kumparan stasioner, melalui kumparan yang mengalir arus listrik, dan satu atau lebih inti feromagnetik dipasang pada sumbu.

Alat pengukur elektromagnetik digunakan dalam ammeter, voltmeter, meter frekuensi dan meter fase.

Perangkat elektromagnetik diproduksi dengan kumparan datar atau bulat. Kumparan stasioner datar (Gbr. 1, a) biasanya dililitkan dari kawat tebal 1 pada rangka non-feromagnetik 2 sehingga terbentuk celah udara di dalamnya. Pelat feromagnetik 7 ditempatkan di sebelah celah, sumbu pelat terletak asimetris, panah 8 perangkat dipasang ke sumbu yang bergerak di sepanjang skala 3 perangkat. Pegas berlawanan 6 dan sektor aluminium 5 dipasang pada sumbu, yang dapat berputar di bidang magnet permanen 4.

Perangkat elektromagnetik dengan kumparan melingkar disusun sebagai berikut. Kumparan bundar 10 (Gbr. 1, b) dengan celah tengah udara dililit dari kawat tebal. Pelat feromagnetik 11 dipasang di dalam celah, dan pelat feromagnetik 12 yang kedua tetapi sudah dapat digerakkan dipasang pada sumbu, pegas counter 13 dan panah 14 perangkat dipasang pada sumbu pelat 12. Untuk membuat momen tandingan, sektor aluminium dipasang pada sumbu dan dipasang magnet permanen - tidak ditunjukkan pada gambar.

Beras. 1. Mekanisme pengukuran elektromagnetik: a — dengan kumparan datar, b — dengan kumparan bulat

Keuntungan dari alat ukur elektromagnetik

Sudut defleksi panah alat pengukur elektromagnetik tergantung pada kuadrat arus. Ini menyiratkan bahwa perangkat sistem elektromagnetik dapat beroperasi di sirkuit DC dan AC.

Ketika arus bolak-balik mengalir melalui koil, inti bergerak dimagnetisasi secara bersamaan dengan perubahan arah medan magnet, dan arah torsi tidak berubah, yaitu perubahan tanda arus tidak mempengaruhi arus. tanda sudut deviasi. Pembacaan perangkat di sirkuit AC sebanding dengan nilai rms dari nilai yang diukur.

Meter elektromagnetik sederhana dalam desain, murah, terutama papan panel. Mereka dapat langsung mengukur arus besar karena kumparannya tidak bergerak dan dapat dengan mudah dibuat dari kabel dengan luas penampang yang besar.

Industri memproduksi ammeter sistem elektromagnetik untuk koneksi langsung ke arus hingga 150 A.

Alat pengukur elektromagnetik tidak hanya tahan jangka pendek, tetapi juga kelebihan beban jangka panjang, jika ada, yang terjadi selama proses pengukuran.

Kerugian dari alat ukur elektromagnetik

Kerugian dari alat pengukur elektromagnetik meliputi: ketidakrataan skala dan sensitivitas yang relatif rendah saat mengukur arus rendah, yaitu akurasi pengukuran yang relatif rendah pada awal skala, ketergantungan pembacaan instrumen pada pengaruh medan magnet luar, rendahnya rentang pengukuran frekuensi, kepekaan instrumen yang tinggi terhadap fluktuasi frekuensi arus dan konsumsinya yang tinggi (hingga 2 W untuk ammeter untuk arus hingga 10 A dan 3 — 20 W untuk voltmeter, tergantung pada voltase).

Untuk banyak perangkat, skalanya hampir sama.

Alat ukur elektromagnetik rentan terhadap pengaruh medan magnet luar karena memiliki medan magnet intrinsik yang sangat lemah. Faktanya adalah kumparan dibuat tanpa inti feromagnetik, sehingga medan magnet yang tercipta di dalamnya tertutup di udara, dan diketahui bahwa udara merupakan media dengan hambatan magnet yang sangat tinggi. Untuk menghilangkan pengaruh medan magnet, berbagai pelindung magnet banyak digunakan atau perangkat diproduksi dalam versi astatik.

Dalam alat pengukur astatik, alih-alih satu kumparan dengan inti, masing-masing digunakan dua kumparan tetap dan dua inti yang dipasang pada satu sumbu dengan panah. Gulungan kumparan dihubungkan secara seri satu sama lain dan sehingga ketika arus terukur melewatinya, fluks magnet yang diarahkan satu sama lain dibuat di dalamnya.

Jika alat pengukur berada dalam medan magnet eksternal, itu meningkatkan medan magnet di satu kumparan dan berkurang di kumparan lainnya. Oleh karena itu, peningkatan torsi di satu koil diimbangi dengan penurunan torsi yang sama di koil lainnya. Ini mengkompensasi pengaruh medan magnet seragam eksternal. Jika medan magnet luar tidak seragam, hanya terjadi kompensasi parsial.