Далее: Об этом документе ... Вверх: Методические указания Назад: 5.  Электромагнитные приборы   Оглавление

6.  Электродинамические приборы

В электродинамических приборах (см. рис. 6.1) магнитное поле, действующее на рамку с током 2, создается соленоидом 1. Ось вращения рамки с током, помещенной внутри соленоида, перпендикулярна его оси. В отсутствие тока плоскость рамки параллельна оси соленоида. Соленоид и рамка включаются последовательно, так что по ним проходит один и тот же ток $I$. Вращающий момент $M_{\text{вр}}$, действующий на рамку, можно определить по формуле

$$M_{\text{вр}}=IS_1N_1B_2\sin\beta=IS_1N_1B_2\cos\varphi\,,$$

где $N_1$ - число витков провода в рамке; $S_1$ -- площадь витка; $\beta=\left({\pi\over 2}\right)-\varphi$ -- угол между осью соленоида и нормалью к плоскости рамки; $\varphi$ -- угол поворота рамки из положения равновесия; $B_2=\mu_0 n_2 I$ -- магнитная индукция поля соленоида, содержащего $n_2$ витков на единицу длины. Так как $M_{\text{вр}}={\varphi\over\alpha}$, то угол поворота подвижной системы равен

$$\varphi=\alpha S_1N_1\mu_0n_2I^2\cos\varphi\,.$$

Рис. 6.1 

Так как обычно угол $\varphi$ небольшой, то $\cos\varphi\approx 1$ и $\varphi\approx\gamma I^2$, где $\gamma=\alpha S_1N_1n_2\mu_0$ -- постоянная прибора.

Электродинамический гальванометр неудобен тем, что вследствие квадратичной зависимости угла поворота стрелки от силы тока в рамке его шкалу нельзя сделать равномерной. Зато гальванометр такого типа пригоден для измерения как постоянных, так и переменных токов.

Электродинамический гальванометр можно использовать для измерения мощности, развиваемой электрическим током на пассивном участке цепи. Для этого обмотку соленоида следует включить параллельно участку цепи, а обмотку рамки -- последовательно. Тогда ток $I_2$ в соленоиде и индукция $B_2$ его магнитного поля пропорциональны не силе тока $I$ в цепи, а напряжению $U$ на рассматриваемом участке:

$$B_2=\mu_0n_2I_2=\mu_0n_2{U\over R_2}\,,$$

где $R_2$ -- сопротивление цепи соленоида. Следовательно

$$\varphi={\gamma UI\over R_2}=\gamma'UI\,,$$

где $\gamma'={\gamma\over R_2}$, а $U\cdot I$ - измеряемая мощность тока.

Далее: Об этом документе ... Вверх: Методические указания Назад: 5.  Электромагнитные приборы   Оглавление