přednáška 03
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Vypočteme-li integrál v (4a), přičemž předpokládáme harmonické průběhy napětí a proudu, které mohou být vůči sobě fázově posunuté o φ, obdržíme
(6)
Z uvedeného je zřejmé, že elektrodynamický princip je vhodný především pro měření činného výkonu jak ve stejnosměrných tak i ve střídavých podmínkách. Přístroj se nazývá wattmetr.
Popsaný wattmetr lze však použít i pro měření výkonu jalového. Je však zapotřebí posunout napětí nebo proud o 90º. Protože posun napětí je jednodušší, lze sestavit obvod dle obr. 3.
Pro integrál v (4a) pak platí
(7)
Pokud se konstrukčním řešením wattmetru dosáhne konstantnosti funkce f(β)= A=konst., pak pro jeho pohybový moment platí
.
Při ustálení výchylky indikátoru , =>
=> (9)
Kw ….. tzv. konstanta wattmetru
Změna rozsahu wattmetru:
Změnu rozsahu napěťového můžeme provést pomocí předřadného odporu.
Změnu rozsahu proudového nelze provést zapojením bočníku. Důvodem jsou odlišné
teplotní poměry v bočníku a proudové cívce wattmetru. Proudový rozsah se zvětšuje
zapojením paralelní cívky k původní cívce proudové.
Propojením proudové a napěťové cívky do série dle (3a), (3b)
příp. . (10)
Takto propojený elektrodynamický měř. systém lze použít jako voltmetr nebo ampérmetr,
který reaguje na efektivní hodnotu napětí příp. proudu.
Měřicí systém elektromagnetický
Zn.
I tento měřicí systém je založen na principu silového působení magnetického úpole, tentokrát ale na feromagnetické tělisko – jádro, které je pohyblivé a je vtahováno do vzduchové cívky. Z fyziky je známo, že tzv. nosivá síla elektromagnetu – cívky je úměrná druhé mocnině protékajícího proudu.
Krátké a stručné odvození:
Funkce jednotlivých dílů je zde oproti systému magnetoelektrickému nebo elektrodynamickému odlišná v tom, že cívka je statická, pevně fixovaná, pohyblivý je feromagnetický díl, který nemá žádné elektrické připojení – to je výhodné.
V reálném elektromagnetickém přístroji však mag. pole není ideálně homogenní a proto působící síla závisí na poloze feromagnetického tělíska – rotoru a tedy
.
Proti pohybovému momentu působí moment MD = -kD.β direktivní pružiny a moment tlumící , který je vyvolán indukovanými vířivými proudy. V ustáleném stavu MP + MD = 0, takže
. (2)
Měřicí systém reaguje na efektivní hodnotu měřené veličiny, nerozlišuje polaritu.
Měřicí rozsah se mění u ampérmetrů nikoliv bočníkem, nýbrž paralelním připojením další cívky (důvod: odlišné teplotní závislosti materiálu cívky a bočníku). U voltmetrů se používá běžně předřadný odpor (proudy jsou podstatně menší, teplotní poměry nemají podstatný vliv).
Principiální uspořádání dílů:
Měřicí systém indukční
Zn.
Indukční měřicí systém je v principu dvoufázový střídavý indukční motor využívající silového působení magnetického pole na vodič, kterým protéká vířivý proud. Vodičem je lehký plochý hliníkový kotouček bez elektrického přívodu. Systém je velice spolehlivý, avšak tato spolehlivost je omezena pouze pro případ, kdy průběhy napětí a proudu jsou harmonické.