Instrumentos de medição eletrodinâmica e ferrodinâmica

Os dispositivos eletrodinâmicos e ferrodinâmicos são baseados no princípio da interação de correntes de diferentes bobinas, uma das quais é estacionária e a outra pode mudar sua posição em relação à primeira. A energia elétrica é fornecida à bobina móvel do dispositivo por meio de molas helicoidais ou fios.

Dispositivos de medição eletrodinâmica e ferrodinâmica são usados ​​para medir corrente, tensão, potência e outras quantidades elétricas de correntes contínuas e alternadas. As escalas de voltímetros e amperímetros são desiguais e os wattímetros são praticamente os mesmos.

Os dispositivos eletrodinâmicos fornecem a maior precisão ao medir em circuitos de corrente alternada com frequência de até 20 kHz, mas não toleram sobrecarga, diferem no consumo significativo de energia elétrica e suas leituras são afetadas por campos magnéticos externos.

Para reduzir essa influência em dispositivos com alta classe de precisão, são utilizadas blindagens e construção astática do sistema de medição. O custo dos dispositivos eletrodinâmicos é alto.

A escala dos instrumentos de medição eletrodinâmica é frequentemente dividida em divisões sem indicar os valores dessas divisões em unidades de medida. Nesse caso, a constante do dispositivo, ou seja, o número de unidades medidas correspondentes a uma divisão da escala é encontrado pelas fórmulas:

para um voltímetro

para um amperímetro

para wattímetro

onde Unom e Aznom — tensão nominal e corrente do dispositivo, respectivamente, αmah — o número total de divisões da escala.

Em amperímetros eletrodinâmicos para corrente nominal de até 0,5 A e voltímetros, ambos os enrolamentos do dispositivo são conectados em série entre si e em amperímetros com faixa de medição superior a 0,5 A - em paralelo.

A expansão dos limites de medição dos amperímetros eletrodinâmicos é fornecida dividindo a bobina estacionária em seções, o que permite alterar a faixa de medição do dispositivo pela metade, bem como usar derivações de medição de corrente contínua e transformadores de corrente de medição ao medir em circuitos de corrente alternada.

A extensão dos limites de medição dos voltímetros eletrodinâmicos é obtida usando resistores adicionais e ao medir em circuitos de corrente alternada, além disso, usando transformadores de medição de tensão.

Arroz. 1. Esquemas para conectar um wattímetro monofásico: a — diretamente na rede, b — através de transformadores de medição de tensão e corrente.

Entre os dispositivos de medição eletrodinâmica, o mais difundido é um wattímetro (Fig.1, a), no qual uma bobina fixa com um pequeno número de voltas de um fio grosso é conectada em série no circuito e uma móvel - conectada a um invólucro embutido ou a um resistor adicional externo - em paralelo com aquela seção do circuito em que a potência é medida. Para desviar a seta do wattímetro na direção desejada, as regras para ligar o dispositivo devem ser observadas: a energia elétrica deve entrar no dispositivo pela lateral dos terminais do gerador dos enrolamentos, marcados no dispositivo com "*" .

A escala em cada wattímetro indica a tensão e corrente nominal para a qual o dispositivo foi projetado. Se necessário, é permitido trazer a tensão e a corrente até 120% de seus valores nominais em 2 horas. Alguns wattímetros eletrodinâmicos têm faixas de medição variáveis ​​​​tanto para tensão nominal quanto para corrente nominal, por exemplo 30/75/150 /300 V e 2,5/5 A.

A expansão da escala de corrente dos wattímetros eletrodinâmicos é feita da mesma forma que os amperímetros eletrodinâmicos, e a expansão da escala de tensão é semelhante aos voltímetros eletrodinâmicos. Se o wattímetro eletrodinâmico for ligado por meio de transformadores de medição de tensão e corrente (Fig. 1, b), a potência medida é encontrada pela fórmula

onde K.ti e Ki — taxas de transformação nominais, respectivamente, dos transformadores de tensão e corrente de medição, ° СW — constante do wattímetro, α — o número de divisões lidas pelo dispositivo.

Quando ligado medidor de fase eletrodinâmica no circuito AC (Fig.2) é necessário garantir que os fios que alimentam o dispositivo estejam conectados aos terminais do gerador marcados no dispositivo com "*". Essa conexão direta é possível se a tensão da rede corresponder à tensão nominal do fasor e a corrente de carga não exceder sua corrente nominal. atual.

A tensão nominal e a corrente do fasor são indicadas na sua escala, onde também existem as designações: «IND» para a parte da escala correspondente à corrente atrasada em relação à tensão e «EMK» para a parte da escala correspondente à corrente principal. Caso a tensão e a corrente do circuito excedam a tensão e corrente nominais correspondentes do fasor, este deve ser ligado através dos transformadores de tensão e corrente de medição correspondentes.

Arroz. 2. Esquema do circuito do medidor de fase.

Os dispositivos ferrodinâmicos são semelhantes aos dispositivos eletrodinâmicos, mas diferem deles em um campo magnético aprimorado de uma bobina estacionária devido a um núcleo magnético feito de material ferrimagnético, que aumenta o torque, aumenta a sensibilidade, enfraquece a influência de campos magnéticos externos e reduz o consumo de energia elétrica. A precisão dos instrumentos de medição ferrodinâmica é menor do que a precisão dos instrumentos eletrodinâmicos. Eles também são adequados para uso em circuitos de corrente alternada com frequência de 10 Hz a 1,5 kHz.

Arroz. 3. Diagrama esquemático de um contador de frequência ferrodinâmico

Arroz. 4. Esquema de ligar o medidor de frequência: a — diretamente na rede, b — através da resistência adicional

Os medidores de frequência ferrodinâmicos geralmente são conectados a uma rede de tensão alternada em paralelo ou por meio de um dispositivo de controle remoto adicional (Fig.4, a, b), que é um circuito elétrico com resistores, bobinas indutivas e capacitores localizados em um invólucro separado. Ao ligar o frequencímetro, verifique se a tensão da rede corresponde à tensão nominal do aparelho, indicada em sua escala. Os medidores de frequência ferrodinâmicos também são produzidos sem dispositivos adicionais para várias tensões nominais, cada uma correspondendo a uma braçadeira específica do dispositivo e uma braçadeira comum marcada com «*».