Instruments de mesure électrodynamiques et ferrodynamiques

Les dispositifs électrodynamiques et ferrodynamiques sont basés sur le principe de l'interaction des courants de différentes bobines, dont l'une est fixe et l'autre peut changer de position par rapport à la première. L'énergie électrique est fournie à la bobine mobile de l'appareil via des ressorts hélicoïdaux ou des fils.

Les appareils de mesure électrodynamiques et ferrodynamiques sont utilisés pour mesurer le courant, la tension, la puissance et d'autres grandeurs électriques des courants continus et alternatifs. Les échelles des voltmètres et des ampèremètres sont inégales et les wattmètres sont pratiquement les mêmes.

Les appareils électrodynamiques offrent la plus grande précision lors de la mesure dans des circuits à courant alternatif avec une fréquence allant jusqu'à 20 kHz, mais ils ne tolèrent pas les surcharges, diffèrent par une consommation d'énergie électrique importante et leurs lectures sont affectées par les champs magnétiques externes.

Afin de réduire cette influence dans les appareils avec une classe de précision élevée, un blindage et une construction astatique du système de mesure sont utilisés. Le coût des dispositifs électrodynamiques est élevé.

L'échelle des instruments de mesure électrodynamiques est souvent divisée en divisions sans indiquer les valeurs de ces divisions en unités de mesure. Dans ce cas, la constante de l'appareil, c'est-à-dire le nombre d'unités mesurées correspondant à une division de l'échelle se trouve par les formules :

pour un voltmètre

pour un ampèremètre

pour wattmètre

où Unom et Aznom — tension nominale et courant de l'appareil, respectivement, αmah — le nombre total de divisions de l'échelle.

Dans les ampèremètres électrodynamiques pour courant nominal jusqu'à 0,5 A et les voltmètres, les deux enroulements de l'appareil sont connectés en série, et dans les ampèremètres avec une plage de mesure supérieure à 0,5 A - en parallèle.

L'extension des limites de mesure des ampèremètres électrodynamiques est fournie en divisant la bobine fixe en sections, ce qui vous permet de modifier la plage de mesure de l'appareil de moitié, ainsi que d'utiliser shunt de mesure des transformateurs de courant continu et de mesure lors de la mesure dans des circuits de courant alternatif.

L'extension des limites de mesure des voltmètres électrodynamiques est obtenue en utilisant des résistances supplémentaires, et lors de la mesure dans des circuits à courant alternatif, en plus, en utilisant des transformateurs de mesure de tension.

Riz. 1. Schémas de connexion d'un wattmètre monophasé: a - directement dans le réseau, b - via des transformateurs de mesure de tension et de courant.

Parmi les appareils de mesure électrodynamique, le plus répandu est le wattmètre (Fig.1, a), dans laquelle une bobine fixe avec un petit nombre de spires d'un fil épais est connectée en série dans le circuit, et une bobine mobile - connectée à un boîtier intégré ou à une résistance supplémentaire externe - en parallèle avec la section du circuit dans laquelle la puissance est mesurée. Afin de dévier la flèche du wattmètre dans la direction requise, les règles d'allumage de l'appareil doivent être respectées: l'énergie électrique doit entrer dans l'appareil du côté des bornes du générateur des enroulements, qui sont marquées sur l'appareil par "*" .

L'échelle de chaque wattmètre indique la tension et le courant nominaux pour lesquels l'appareil est conçu. Si nécessaire, il est permis d'amener la tension et le courant jusqu'à 120% de leurs valeurs nominales dans les heures 2. Certains wattmètres électrodynamiques ont des plages de mesure variables pour la tension nominale et le courant nominal, par exemple 30/75/150/300 V et 2,5/5 A.

L'expansion de l'échelle de courant des wattmètres électrodynamiques se fait de la même manière que les ampèremètres électrodynamiques, et l'expansion de l'échelle de tension est similaire aux voltmètres électrodynamiques. Si le wattmètre électrodynamique est allumé via des transformateurs de mesure de tension et de courant (Fig.1, b), la puissance mesurée est trouvée par la formule

où K.ti et Ki - rapports de transformation nominaux, respectivement, des transformateurs de tension et de courant de mesure, ° СW - constante du wattmètre, α - le nombre de divisions lues par l'appareil.

Lorsqu'il est allumé phasemètre électrodynamique dans le circuit AC (Fig.2) il est nécessaire de s'assurer que les fils alimentant l'appareil sont connectés aux bornes du générateur marquées sur l'appareil par "*". Une telle connexion directe est possible si la tension secteur correspond à la tension nominale du phaseur et que le courant de charge ne dépasse pas son courant nominal. actuel.

La tension et le courant nominaux du phaseur sont indiqués sur son échelle, où figurent également les désignations : « IND » pour la partie de l'échelle correspondant au courant en retard sur la tension, et « EMK » pour la partie de l'échelle correspondant au courant de tête. Dans le cas où la tension et le courant du circuit dépassent la tension et le courant nominaux correspondants du phaseur, il doit être activé via les transformateurs de tension et de courant de mesure correspondants.

Riz. 2. Schéma de circuit du compteur de phase.

Les dispositifs ferrodynamiques sont similaires aux dispositifs électrodynamiques, mais en diffèrent par un champ magnétique amélioré d'une bobine stationnaire en raison d'un noyau magnétique en matériau ferrimagnétique, qui augmente le couple, augmente la sensibilité, affaiblit l'influence des champs magnétiques externes et réduit la consommation d'énergie électrique. La précision des instruments de mesure ferrodynamiques est inférieure à la précision des instruments électrodynamiques. Ils conviennent également pour une utilisation sur des circuits à courant alternatif avec une fréquence de 10 Hz à 1,5 kHz.

Riz. 3. Schéma de principe d'un compteur de fréquence ferrodynamique

Riz. 4. Schéma d'activation du fréquencemètre: a - directement dans le réseau, b - via la résistance supplémentaire

Les fréquencemètres ferrodynamiques sont généralement connectés à un réseau de tension alternative en parallèle ou via un dispositif de télécommande supplémentaire (Fig.4, a, b), qui est un circuit électrique avec des résistances, des bobines inductives et des condensateurs situés dans un boîtier séparé. Lors de la mise sous tension du fréquencemètre, vous devez vérifier que la tension secteur correspond à la tension nominale de l'appareil, indiquée sur son échelle. Les fréquencemètres ferrodynamiques sont également produits sans dispositifs supplémentaires pour plusieurs tensions nominales, chacune correspondant à une pince spécifique de l'appareil et à une pince commune marquée d'un «*».