APARATE MAGNETOELECTRICE (CU BOBINA MOBILA)

APARATE MAGNETOELECTRICE (CU BOBINA MOBILA)

1.PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE

Functionarea aparatelor magnetoelectrice se bazeaza pe interactiunea dintre campul magnetic al unui magnet permanent si o bobina mobila parcursa de curentul de masurat (curent continuu). In urma acestei interactiuni apare un cuplu activ care pune in miscare bobina mobila impreuna cu intregul echipaj mobil.

2.DESCHIDEREA APARATULUI

Din principiul de functionare, se observa ca elementele de baza ale aparatelor magnetoelectrice sunt: magnetul permanent si bobina mobila. Ele fac parte din dispozitivul pentru producerea cuplului activ. Partea fixa a acestui dispozitiv este alcatuita, asa cum se vede si in figura 11 din magnetul permanent, piesele polare si miezul cilindric. Piesele polare si miezul sunt executate din fier moale si au suprafetele cilindrice, centrate pe axul aparatului astfel ca in intrefierul foarte ingust care se formeaza, campul magnetic creat de magnetul permanent sa aiba un spectru radial si uniform. Aceasta distributie a campului in interfier asigura obtinerea unei scari liniare pentru aparatele magnetoelectrice. Partea mobila este realizata dintr-o bobina, asezata in interfierul circuitului magnetic si montata pe doua semiaxe ale caror capete se reazama in lagare.

Fig.s3

De semiaxe sunt prinse doua arcuri spirale care creaza cuplul rezistent si in acelasi timp servesc la aducerea curentului la bobina mobila. Capatul fix al unuia dintre arcuri este prins la sasiul aparatului, iar al celuilalt - la parghia corectorului de zero.

Pe una dintre semiaxe este fixat acul indicator care, impreuna cu scara gradata, formeaza dispozitivul de citire.

Acul indicator este echilibrat de contragreutati. Amortizorul este electromagnetic si este format din carcasa bobinei, care se realizeaza din aluminiu, sau cateva spire in scurtcircuit prevazute in acest scop de bobina. La miscarea bobinei in canpul magnetic al magnetului permanent in carcasa din aluminiu sau in spirele in scurtcircuit se induc curenti, a caror actiune tinde sa se opuna miscarii amortizand in acest fel echipajul mobil.

In constructiile moderne ale aparatelor magnetoelectrice, magnetul permanent nu mai este sub forma de potcoava alungita. Folosindu-se materiale magnetice cu calitati superioare, dimensiunile acestui magnet s-au micsorat foarte mult, realizandu-se astfel importante economii de materiale.

1.FUNCTIONAREA

La trecerea unui curent continuu I prin bobina, ca urmare a interactiunii curentului cu campul magnetic al magnetului permanent, asupra partilor active ale spirelor bobinei actioneaza fortele F care dau nastere cuplului activ Ma, ce roteste bobina (fig.1.2).

Dupa cum se stie din fizica, forta F ce se exercita asupra unui conductor de lungime l si aflat intr-un camp de inductie magnetica B este:

F=Ibl

Avand in vedere ca distanta intre punctele de aplicatie ale celor doua forte este b (latimea unei spire) si ca lungimea conductorului supus unei forte F este egala cu inaltimea unei spire, l, inmultita cu numarul de spire N ale bobinei, se poate deduce:

Ma=Fb=IBNlb=BNAI

unde A=lb este aria unei spire.

Bobina mobila se roteste pana cand cuplul rezistent produs de arcurile spiralei (M =Da crescand cu unghiul de rotire, egaleaza cuplul activ (M =Ma). Inlocuind in aceasta egalitate expresiile celor doua cupluri, se obtine:

BNAI=Da

de unde :

BNA

a I

D

Avand in vedere ca, prin constructia speciala a circuirului magnetic se obtine in interfier o inductie constanta, se poate nota:

BNA =S

D

si rezulta :

a=S I

Relatia (1.3)reprezinta caracteristica statica de functionare a aparatelor magnetoelectrice.

2.PROPRIETATI

Dupa cum reiese din expresia matematica a caracteristici statice de functionare , la aparatele magnetoelectrice indicatia este proportionala cu intensitatea curentului ce se masoara si deci aparatele magnetoelectrice au scara uniforma .

Sensibilitatea acestor aparate este foarte mare , realizandu-se aparate care masoara intensitati ale curentului incepand de la microamperi si , in unele constructii speciale (galvonometre) , chiar de ordinul nanoamperilor .

Precizia este foarte buna , putandu-se ajunge la clase de precizie de 0,05-0,1.

Consumul propriu de putere este foarte mic , de obiccei sub 1mW .

Sunt putin influentate de campurile magnetice exterioare , intrucat campul propriu , fiind concentrat in circuitul magnetic , este mult mai intens decat campurile perturbatoare .

O proprietate deosebita a aparatelor magnetoelectrice este faptul ca functioneaza numai in curent continuu .

Aparatele magnetoelectrice sunt sensibile la suprasarcini .

3.UTILIZARI

Aparatele magnetoelectrice se folsesc ca ampermetre si voltmetre de curent continuu . Fiind cele mai bune aparate de masurat electrice , ele se folosesc , de asemenea , ca instrumente indicatoare in foarte multe tipuri de aparate .

4.PREVENIREA DEFECTIUNILOR SI REMEDIERII

La unor masurari este necesar sa se verifice daca aparatul de masurat indica zero cand nu este parcurs de curent electric . Daca aparatul nu indica zero , se va regla din corectorul de zero .

Este necesar ca pentru fiecare masurare sa fie ales un aparat corespunzator in asa fel incat prin acesta sa nu treaca curenti cu intensitati mai mari decat intensitatea maxima pentru care a fost constituit aparatul (intensitatea curentului nominal).

In cazul in care se desfasoara intensitatea curentului nominal , este posibil sa apara urmatoarele defectiuni :

indoirea sau ruperea aparatului ;

intreruperea unui arc spiral ;

intreruperea bobinei mobile.

o Mentionam ca reparatiile aparatelor de masurat se fac de obicei in laboratoare specializate si ca in urma reparatiei aparatul trebuie supus verificarilor metrologice .