מהם היתרונות והחסרונות של מונים אלקטרומגנטיים?
מכשירי מדידה אלקטרומגנטיים - מכשירים המבוססים על התכונה של השדה המגנטי למשוך, למשל, גופים פרומגנטיים. פלדה עדינה. כאשר זורם זרם דרך הסליל, נוצר בו שדה מגנטי, אשר נוטה למשוך בתוך הסליל אבזור פלדה המחובר לחץ המכשיר.
החץ מוחזק במיקום ההתחלתי על ידי קפיץ סליל. ניתן להשתמש בסטייה של החץ כדי להעריך את עוצמת הזרם העובר דרך הסליל. מכיוון שפיתול הזרם שואב את האבזור בין אם הוא מסופק עם זרם ישר או זרם חילופין, אז מדי אלקטרומגנט פלדה מתאימים באותה מידה למדידת זרם ישר וזרם חילופין.
לפיכך, למכשיר אלקטרומגנטי יש מנגנון מדידה אלקטרומגנטי עם סליל נייח, שדרכו זורם זרם חשמלי, וליבה פרומגנטית אחת או יותר מותקנת על הציר.
מכשירי מדידה אלקטרומגנטיים משמשים במד זרם, מדי מתח, מדי תדר ו מדי פאזה.
מכשירים אלקטרומגנטיים מיוצרים עם סליל שטוח או עגול. סליל נייח שטוח (איור 1, א) בדרך כלל מלופף מחוט עבה 1 על מסגרת לא פרומגנטית 2 כך שנוצר מרווח אוויר בתוכו. לוח פרומגנטי 7 ממוקם ליד הפער, ציר הלוח ממוקם בצורה אסימטרית, החץ 8 של המכשיר מחובר לציר הנע לאורך קנה המידה 3 של המכשיר. על הציר מותקנים קפיץ מנוגד 6 וגזרת אלומיניום 5, שיכולים להסתובב בשדה של מגנט קבוע 4.
מכשיר אלקטרומגנטי עם סליל עגול בנוי כדלקמן. סליל עגול 10 (איור 1, ב) עם רווח מרכזי באוויר נרקם מחוט עבה. לוח פרומגנטי 11 קבוע בתוך הרווח, ועל הציר מקובע לוח פרומגנטי שני אך כבר ניתן להזזה 12. קפיץ נגדי 13 וחץ 14 של המכשיר קבועים על ציר הלוח 12. כדי ליצור מומנט נגדי, מגזר האלומיניום מקובע על הציר ומותקן מגנט קבוע - לא מוצג באיור.
אורז. 1. מנגנון מדידה אלקטרומגנטי: א - עם סליל שטוח, ב - עם סליל עגול
יתרונות של מכשירי מדידה אלקטרומגנטיים
זווית הסטייה של החץ של מכשיר מדידה אלקטרומגנטי תלויה בריבוע הזרם. זה מרמז שהתקני מערכת אלקטרומגנטית יכולים לפעול במעגלי DC ו-AC.
כאשר זרם חילופין זורם דרך הסליל, הליבה הנעה מתמגנטת בו-זמנית עם השינוי בכיוון השדה המגנטי, וכיוון המומנט אינו משתנה, כלומר, השינוי בסימן הזרם אינו משפיע על סימן לזווית הסטייה. הקריאה של המכשיר במעגל AC היא פרופורציונלית לערכי ה-rms של הערכים הנמדדים.
מונים אלקטרומגנטיים הם פשוטים בעיצובם, לא יקרים, במיוחד לוח הפאנל. הם יכולים למדוד ישירות זרמים גדולים מכיוון שהסלילים שלהם נייחים וניתן ליצור אותם בקלות מחוטים בעלי שטח חתך גדול.
התעשייה מייצרת מדי זרם של המערכת האלקטרומגנטית לחיבור ישיר לזרמים עד 150A.
מכשירי מדידה אלקטרומגנטיים עומדים לא רק בעומסי יתר לטווח קצר, אלא גם בעומסי יתר ארוכי טווח, אם בכלל, המתרחשים במהלך תהליך המדידה.
חסרונות של מכשירי מדידה אלקטרומגנטיים
החסרונות של מכשירי מדידה אלקטרומגנטיים כוללים: אי אחידות בסולם ורגישות נמוכה יחסית במדידת זרמים נמוכים, כלומר דיוק מדידה נמוך יחסית בתחילת הסולם, תלות של קריאות המכשיר בהשפעת שדות מגנטיים חיצוניים, נמוך- טווח מדידת תדרים, רגישות גבוהה של מכשירים לתנודות בתדרי הזרם וצריכתם הגבוהה (עד 2 W למטר זרם לזרמים עד 10 A ו-3 — 20 W למטרי מתח, תלוי במתח).
עבור מכשירים רבים, קנה המידה קרוב זהה.
מכשירי מדידה אלקטרומגנטיים רגישים להשפעה של שדות מגנטיים חיצוניים מכיוון שיש להם שדה מגנטי פנימי חלש מאוד. העובדה היא שהסלילים עשויים ללא ליבות פרומגנטיות, ולכן השדה המגנטי שנוצר בהם סגור באוויר, וידוע כי האוויר הוא מדיום בעל התנגדות מגנטית גבוהה מאוד. כדי למנוע את השפעתם של שדות מגנטיים, נעשה שימוש נרחב במגנים מגנטיים שונים או שהמכשירים מיוצרים בגרסה אסטטית.
במכשירי מדידה אסטטיים, במקום סליל אחד עם ליבה, משתמשים בשני סלילים קבועים ושתי ליבות המורכבות על ציר אחד עם חץ, בהתאמה. פיתולי הסלילים מחוברים בטור זה עם זה וכך כאשר הזרם הנמדד עובר דרכם נוצרים בהם שטפים מגנטיים המופנים זה לזה.
אם מכשיר המדידה נמצא בשדה מגנטי חיצוני, הוא מגדיל את השדה המגנטי בסליל אחד ויורד בסליל השני. לכן, עלייה במומנט בסליל אחד מתקזזת מאותה ירידה במומנט בסליל השני. זה מפצה על ההשפעה של שדה מגנטי אחיד חיצוני. אם השדה המגנטי החיצוני אינו אחיד, מתרחש רק פיצוי חלקי.
