¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los medidores electromagnéticos?

Instrumentos de medida electromagnéticos — dispositivos basados ​​en la propiedad del campo magnético de atraer, por ejemplo, cuerpos ferromagnéticos. acero dulce. Cuando una corriente fluye a través de la bobina, surge un campo magnético en ella, que tiende a atraer dentro de la bobina una armadura de acero conectada a la flecha del dispositivo.

La flecha se mantiene en la posición inicial mediante un resorte helicoidal. La desviación de la flecha se puede usar para estimar la fuerza de la corriente que pasa a través de la bobina. Dado que el devanado de corriente atrae la armadura, ya sea que se le suministre corriente continua o corriente alterna, los medidores de electroimán de acero son igualmente adecuados para medir tanto la corriente continua como la corriente alterna.

Así, un dispositivo electromagnético tiene un mecanismo de medición electromagnético con una bobina estacionaria, a través de la cual fluye una corriente eléctrica, y uno o más núcleos ferromagnéticos montados en el eje.

Los dispositivos de medición electromagnéticos se utilizan en amperímetros, voltímetros, frecuencímetros y medidores de fase.

Los dispositivos electromagnéticos se producen con una bobina plana o redonda. Una bobina estacionaria plana (Fig. 1, a) generalmente se enrolla a partir de un cable grueso 1 en un marco no ferromagnético 2 para que se forme un espacio de aire en su interior. Se coloca una placa ferromagnética 7 al lado del espacio, el eje de la placa se ubica asimétricamente, la flecha 8 del dispositivo se une al eje que se mueve a lo largo de la escala 3 del dispositivo. Un resorte opuesto 6 y un sector de aluminio 5 están montados en el eje, que puede girar en el campo de un imán permanente 4.

Un dispositivo electromagnético con una bobina circular se estructura de la siguiente manera. Una bobina redonda 10 (Fig. 1, b) con un espacio central de aire se enrolla a partir de un alambre grueso. Una placa ferromagnética 11 se fija dentro del espacio, y una segunda placa ferromagnética 12, pero ya móvil, se fija en el eje. Un contrarresorte 13 y una flecha 14 del dispositivo se fijan en el eje de la placa 12. Para crear un contramomento, el sector de aluminio se fija en el eje y se instala imán permanente — no se muestra en la figura.

Arroz. 1. Mecanismo de medición electromagnético: a — con bobina plana, b — con bobina redonda

Ventajas de los instrumentos de medición electromagnéticos

El ángulo de desviación de la flecha de un dispositivo de medición electromagnético depende del cuadrado de la corriente. Esto implica que los dispositivos del sistema electromagnético pueden operar en circuitos de CC y CA.

Cuando la corriente alterna fluye a través de la bobina, el núcleo móvil se magnetiza simultáneamente con el cambio en la dirección del campo magnético y la dirección del par no cambia, es decir, el cambio en el signo de la corriente no afecta el signo del ángulo de desviación. La lectura del dispositivo en el circuito de CA es proporcional a los valores rms de los valores medidos.

Los medidores electromagnéticos son de diseño simple y económicos, especialmente el tablero del panel. Pueden medir directamente grandes corrientes porque sus bobinas son estacionarias y pueden fabricarse fácilmente con cables con un área de sección transversal grande.

La industria produce amperímetros del sistema electromagnético para conexión directa a corrientes de hasta 150 A.

Los dispositivos de medición electromagnéticos resisten no solo sobrecargas a corto plazo, sino también a largo plazo, si las hubiera, que ocurren durante el proceso de medición.

Desventajas de los instrumentos de medición electromagnéticos

Las desventajas de los dispositivos de medición electromagnéticos incluyen: irregularidad de la escala y sensibilidad relativamente baja al medir corrientes bajas, es decir, precisión de medición relativamente baja al comienzo de la escala, dependencia de las lecturas del instrumento de la influencia de campos magnéticos externos, baja rango de medición de frecuencia, alta sensibilidad de los instrumentos a las fluctuaciones en las frecuencias de corriente y su alto consumo (hasta 2 W para amperímetros para corrientes de hasta 10 A y 3 — 20 W para voltímetros, dependiendo del voltaje).

Para muchos dispositivos, la escala es casi la misma.

Los instrumentos de medición electromagnéticos son susceptibles a la influencia de campos magnéticos externos porque tienen un campo magnético intrínseco muy débil. El hecho es que las bobinas están hechas sin núcleos ferromagnéticos, por lo que el campo magnético creado en ellas está encerrado en el aire, y se sabe que el aire es un medio con una resistencia magnética muy alta. Para eliminar la influencia de los campos magnéticos, se utilizan ampliamente varios escudos magnéticos o los dispositivos se fabrican en una versión estática.

En los dispositivos de medición estáticos, en lugar de una bobina con un núcleo, se utilizan dos bobinas fijas y dos núcleos montados en un eje con una flecha, respectivamente. Los devanados de las bobinas están conectados en serie entre sí y de manera que cuando la corriente medida pasa a través de ellos, se crean en ellos flujos magnéticos dirigidos entre sí.

Si el dispositivo de medición está en un campo magnético externo, aumenta el campo magnético en una bobina y disminuye en la otra. Por lo tanto, un aumento de par en una bobina se compensa con la misma disminución de par en la otra. Esto compensa la influencia de un campo magnético uniforme externo. Si el campo magnético externo no es uniforme, solo se produce una compensación parcial.