Quels sont les avantages et les inconvénients des compteurs électromagnétiques ?
Instruments de mesure électromagnétiques — dispositifs basés sur la propriété du champ magnétique pour attirer, par exemple, les corps ferromagnétiques. acier doux. Lorsqu'un courant traverse la bobine, un champ magnétique y apparaît, qui tend à attirer à l'intérieur de la bobine une armature en acier reliée à la flèche de l'appareil.
La flèche est maintenue en position initiale par un ressort hélicoïdal. La déviation de la flèche peut être utilisée pour estimer l'intensité du courant traversant la bobine. Étant donné que l'enroulement de courant tire l'induit, qu'il soit alimenté en courant continu ou en courant alternatif, les compteurs à électroaimants en acier conviennent également pour mesurer à la fois le courant continu et le courant alternatif.
Ainsi, un dispositif électromagnétique comporte un mécanisme de mesure électromagnétique avec une bobine fixe, à travers la bobine de laquelle circule un courant électrique, et un ou plusieurs noyaux ferromagnétiques montés sur l'axe.
Les appareils de mesure électromagnétiques sont utilisés dans les ampèremètres, les voltmètres, les fréquencemètres et compteurs de phase.
Les appareils électromagnétiques sont fabriqués avec une bobine plate ou ronde. Une bobine fixe plate (Fig. 1, a) est généralement enroulée à partir d'un fil épais 1 sur un cadre non ferromagnétique 2 de sorte qu'un entrefer se forme à l'intérieur. Une plaque ferromagnétique 7 est placée à côté de l'entrefer, l'axe de la plaque est situé de manière dissymétrique, la flèche 8 du dispositif est fixée à l'axe se déplaçant le long de l'échelle 3 du dispositif. Un ressort opposé 6 et un secteur en aluminium 5 sont montés sur l'axe, qui peut tourner dans le champ d'un aimant permanent 4.
Un dispositif électromagnétique avec une bobine circulaire est structuré comme suit. Une bobine ronde 10 (Fig. 1, b) avec un espace central d'air est enroulée à partir d'un fil épais. Une plaque ferromagnétique 11 est fixée à l'intérieur de l'entrefer, et une deuxième plaque ferromagnétique 12, déjà mobile, est fixée sur l'axe. Un contre-ressort 13 et une flèche 14 du dispositif sont fixés sur l'axe de la plaque 12. Pour créer un contre-moment, le secteur en aluminium est fixé sur l'axe et installé aimant permanent — non représenté sur la figure.
Riz. 1. Mécanisme de mesure électromagnétique : a — avec une bobine plate, b — avec une bobine ronde
Avantages des instruments de mesure électromagnétiques
L'angle de déviation de la flèche d'un appareil de mesure électromagnétique dépend du carré du courant. Cela implique que les dispositifs du système électromagnétique peuvent fonctionner dans des circuits CC et CA.
Lorsqu'un courant alternatif traverse la bobine, le noyau mobile est magnétisé simultanément avec le changement de direction du champ magnétique, et la direction du couple ne change pas, c'est-à-dire que le changement de signe du courant n'affecte pas le signe de l'angle de déviation. La lecture de l'appareil dans le circuit alternatif est proportionnelle aux valeurs efficaces des valeurs mesurées.
Les compteurs électromagnétiques sont de conception simple, peu coûteux, en particulier le panneau de commande. Ils peuvent mesurer directement des courants importants car leurs bobines sont fixes et peuvent facilement être fabriquées à partir de fils avec une grande section transversale.
L'industrie produit des ampèremètres du système électromagnétique pour une connexion directe à des courants jusqu'à 150 A.
Les appareils de mesure électromagnétiques résistent non seulement aux surcharges à court terme, mais également aux surcharges à long terme, le cas échéant, se produisant pendant le processus de mesure.
Inconvénients des instruments de mesure électromagnétiques
Les inconvénients des appareils de mesure électromagnétiques incluent: irrégularité de l'échelle et sensibilité relativement faible lors de la mesure de courants faibles, c'est-à-dire précision de mesure relativement faible au début de l'échelle, dépendance des lectures de l'instrument à l'influence des champs magnétiques externes, faible- plage de mesure de fréquence, haute sensibilité des instruments aux fluctuations des fréquences de courant et à leur forte consommation (jusqu'à 2 W pour les ampèremètres pour des courants jusqu'à 10 A et 3 — 20 W pour les voltmètres, selon la tension).
Pour de nombreux appareils, l'échelle est proche de la même.
Les instruments de mesure électromagnétiques sont sensibles à l'influence des champs magnétiques externes car ils ont un champ magnétique intrinsèque très faible. Le fait est que les bobines sont fabriquées sans noyaux ferromagnétiques, de sorte que le champ magnétique qui y est créé est enfermé dans l'air, et on sait que l'air est un milieu à très haute résistance magnétique. Pour éliminer l'influence des champs magnétiques, divers écrans magnétiques sont largement utilisés ou les appareils sont fabriqués dans une version astatique.
Dans les appareils de mesure astatiques, au lieu d'une bobine avec un noyau, deux bobines fixes et deux noyaux montés sur un axe avec une flèche sont utilisés, respectivement. Les enroulements des bobines sont connectés en série les uns avec les autres et de sorte que lorsque le courant mesuré les traverse, des flux magnétiques dirigés les uns vers les autres y sont créés.
Si l'appareil de mesure est dans un champ magnétique externe, il augmente le champ magnétique dans une bobine et diminue dans l'autre. Par conséquent, une augmentation de couple dans une bobine est compensée par la même diminution de couple dans l'autre. Cela compense l'influence d'un champ magnétique externe uniforme. Si le champ magnétique externe n'est pas uniforme, seule une compensation partielle se produit.
