Instrumentos de medida electrodinámicos y ferrodinámicos

Los dispositivos electrodinámicos y ferrodinámicos se basan en el principio de interacción de corrientes de diferentes bobinas, una de las cuales es estacionaria y la otra puede cambiar su posición con respecto a la primera. La energía eléctrica se suministra a la bobina móvil del dispositivo a través de resortes helicoidales o cables.

Los dispositivos de medición electrodinámicos y ferrodinámicos se utilizan para medir la corriente, el voltaje, la potencia y otras cantidades eléctricas de corrientes continuas y alternas. Las escalas de voltímetros y amperímetros son desiguales, y los vatímetros son prácticamente iguales.

Los dispositivos electrodinámicos brindan la mayor precisión al medir en circuitos de corriente alterna con una frecuencia de hasta 20 kHz, pero no toleran sobrecargas, difieren en un consumo significativo de energía eléctrica y sus lecturas se ven afectadas por campos magnéticos externos.

Para reducir esta influencia en dispositivos con una alta clase de precisión, se utilizan blindajes y construcción estática del sistema de medición. El costo de los dispositivos electrodinámicos es alto.

La escala de los instrumentos de medición electrodinámicos a menudo se divide en divisiones sin indicar los valores de estas divisiones en unidades de medida. En este caso, la constante del dispositivo, es decir, el número de unidades medidas correspondientes a una división de la escala se encuentra mediante las fórmulas:

para un voltímetro

para un amperímetro

para vatímetro

donde Unom y Aznom — voltaje nominal y corriente del dispositivo, respectivamente, αmah — el número total de divisiones de la escala.

En amperímetros electrodinámicos para corriente nominal de hasta 0,5 A y voltímetros, ambos devanados del dispositivo están conectados en serie entre sí, y en amperímetros con un rango de medición de más de 0,5 A, en paralelo.

La expansión de los límites de medición de los amperímetros electrodinámicos se proporciona al dividir la bobina estacionaria en secciones, lo que le permite cambiar el rango de medición del dispositivo a la mitad, así como usar medición de derivaciones de corriente continua y transformadores de corriente de medida al medir en circuitos de corriente alterna.

La extensión de los límites de medición de los voltímetros electrodinámicos se logra mediante el uso de resistencias adicionales y, al medir en circuitos de corriente alterna, además, mediante el uso de transformadores de medición de voltaje.

Arroz. 1. Esquemas para conectar un vatímetro monofásico: a — directamente en la red, b — a través de transformadores de medición de voltaje y corriente.

Entre los dispositivos de medición electrodinámica, el más extendido es un vatímetro (Fig.1, a), en el que una bobina fija con un pequeño número de vueltas de un cable grueso está conectada en serie en el circuito, y una móvil, conectada a una carcasa integrada o a una resistencia adicional externa, en paralelo con la sección del circuito en la que se mide la potencia. Para desviar la flecha del vatímetro en la dirección requerida, se deben observar las reglas para encender el dispositivo: la energía eléctrica debe ingresar al dispositivo desde el lado de los terminales del generador de los devanados, que están marcados en el dispositivo con "*" .

La escala de cada vatímetro indica la tensión y la corriente nominales para las que está diseñado el dispositivo. Si es necesario, se permite llevar el voltaje y la corriente hasta el 120% de sus valores nominales dentro de las horas 2. Algunos vatímetros electrodinámicos tienen rangos de medición variables tanto para el voltaje nominal como para la corriente nominal, por ejemplo, 30/75/150/300 V y 2,5/5 A.

La expansión de la escala de corriente de los vatímetros electrodinámicos se realiza de la misma manera que los amperímetros electrodinámicos, y la expansión de la escala de voltaje es similar a la de los voltímetros electrodinámicos. Si el vatímetro electrodinámico se enciende a través de transformadores de medición de voltaje y corriente (Fig. 1, b), la potencia medida se encuentra mediante la fórmula

donde K.ti y Ki — relaciones de transformación nominales, respectivamente, de los transformadores de tensión y corriente de medición, ° СW — constante del vatímetro, α — el número de divisiones leídas por el dispositivo.

cuando está encendido medidor de fase electrodinámico en el circuito de CA (Fig.2) es necesario asegurarse de que los cables que alimentan el dispositivo estén conectados a los terminales del generador marcados en el dispositivo con "*". Tal conexión directa es posible si la tensión de red corresponde a la tensión nominal del fasor y la corriente de carga no excede su corriente nominal. actual.

La tensión y corriente nominales del fasor se muestran en su escala, donde también hay designaciones: «IND» para la parte de la escala correspondiente a la corriente atrasada respecto a la tensión, y «EMK» para la parte de la escala correspondiente a la corriente principal. En caso de que la tensión y la corriente del circuito excedan la correspondiente tensión y corriente nominales del fasor, se deberá encender a través de los correspondientes transformadores de medida de tensión y corriente.

Arroz. 2. Diagrama de circuito del medidor de fase.

Los dispositivos ferrodinámicos son similares a los dispositivos electrodinámicos, pero difieren de ellos en un campo magnético mejorado de una bobina estacionaria debido a un núcleo magnético hecho de material ferrimagnético, que aumenta el par, aumenta la sensibilidad, debilita la influencia de los campos magnéticos externos y reduce el consumo. de energía eléctrica. La precisión de los instrumentos de medición ferrodinámicos es menor que la precisión de los instrumentos electrodinámicos. También son adecuados para su uso en circuitos de corriente alterna con una frecuencia de 10 Hz a 1,5 kHz.

Arroz. 3. Diagrama esquemático de un contador de frecuencia ferrodinámico

Arroz. 4. Esquema de encendido del medidor de frecuencia: a — directamente en la red, b — a través de la resistencia adicional

Los frecuencímetros ferrodinámicos suelen estar conectados a una red de tensión alterna en paralelo o a través de un dispositivo de control remoto adicional (Fig.4, a, b), que es un circuito eléctrico con resistencias, bobinas inductivas y condensadores ubicados en una carcasa separada. Al encender el medidor de frecuencia, debe verificar que el voltaje de la red corresponda al voltaje nominal del dispositivo, que se indica en su escala. Los frecuencímetros ferrodinámicos también se fabrican sin dispositivos adicionales para varias tensiones nominales, cada una de las cuales corresponde a una abrazadera específica del dispositivo y una abrazadera común marcada con «*».