APARATE MAGNETOELECTRICE (CU BOBINA MOBILA)

APARATE MAGNETOELECTRICE (CU BOBINA MOBILA)

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 active care pune in miscare bobina mobile impreuna cu intregul echipaj mobil.

DESCRIEREA APARATULUI

Din principiul de functionare,se observa ca elementele de baza ale aparatelor magnetoelectrice sunt : magnetul permanent si bobina mobile. Ele fac parte din dispozitivul pentru producerea cuplului activ.Partea fixa a acestui dispozitiv este alcatuita,asa cum se vede si in figura 1 ,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 cerat de magnetul permanent sa aiba un spectru radial si uniform.Aceasta distributie a campului in intrefier asigura obtinerea unei scari liniare pentru aparatele magnetoelectrice. Partea mobila este realizata dintr-o bobina ,asezata in intrefierul circuitului magnetic si montata pe doua semiaxe ale caror capete se reazama in lagare. De semiaxe sunt prinse doua arcuri spirale care creeaza 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 celalalt la parghia corectorului de zero.

    Fig.1 Aparat magnetoelectric

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

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

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

FUNCTIONAREA

La trecera uni current 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 active, M_a ce roteste boobina(fig2). Dupa cum se stie din fizica, forta F ce se exercita asupra unui conductor lungime l, parcurs de un curent de intensitate I si aflat intr-un camp de inductie magnetica B este:

F=I Bl.

1.magnet permanent

2.piese polare Fig.2 schema aparatului    3.miez cilindric

magnetoelectric 4.sunt magnetic

5.bobina

Avand in vedere ca distanta intre punctele de aplictie ale celor doua forte este b (latimea une 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:

M_a =Fb=I BNlb=BANI (1) unde A=lb este aria unei spire.

Bobina mobila se roteste pana cand cuplul rezistent produs de arcurile spirale (M_r=D ), crescand cu unghiul de rotire, egeleaza cuplul activ (M_r= M_a). Inlocuind in acasta egalitate expresiile celor doua cupluri,se obtine :    BANI= D , de unde I. (2)

Avand in vedere ce, prin constructia speciela a circuitului magnetic, se obtine in intrefier o inductie cinstenta, se paote nota:

BNA/D=S si rezulta =S    I (3)

Relatia (3) reprezinta caractristica stica de functionare a aparatelor magnetoelectrice.

PROPRIETATI

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

Sensibilitatea acestor aparate este forte mare, relizandu-se aparate care masoara intensitati ale curentului incepind de la microampere si in unele constructii speciale (galvanometre), chiar de ordinal nanoamperilor.

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

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

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. In curent alternativ, cuplul activ, care este proportional cu curentul, devine si el alternativ, iar echipajul mobil, neputand urmari variatiile acestuia, ramane pe loc sau vibreza putin in jurul pozitiei de zero. Datorita faptului ca aparatul nu indica valoarea intensitatii curentului ce trece prin bobina mobila, exista pericolul ca, la depasirea curentului nominal, aparatul sa se deterioreze.

Aparatele magnetoelectrice sunt sensibile la supratensiuni.

UTILIZARI

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

In tara noastra se construiesc diferite tipuri de aparate magnetoelectrice la Timisoara

PREVENIREA DEFECTIUNILOR SI REMEDIERI

La inceputul unor masurari este necesar sa se verifice daca aparatul de masurat indica zero cad nu este parcurs de current electric. Daca aparatul nu indica zero, se va regal 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 construit aparatul (intensitatea curentului nominal)

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

indoirea sau ruperea indicatorului;

intreruperea unui arc spiral;

intreruperea bobinei mobile.

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