Закон Кулона

Приборы магнитоэлектрической системы

Приборы магнитоэлектрической системы работают на основе силового действия магнитного поля на ток, протекающий по проводнику, изготовленному в виде рамки. Как правило, магнитное поле образуется постоянным магнитом, а легкая рамка может свободно вращаться в зазоре между полюсами магнита. В результате действия сил создается вращающий момент сил, а слишком большому повороту рамки противодействует спиральная пружина, противодействующий момент упругих сил у которой пропорционален углу поворота. Поэтому шкала у приборов этой системы равномерная, они не потребляют большого количества электроэнергии, обладают высокой чувствительностью и точностью. Но, с другой стороны, приборы магнитоэлектрической системы очень боятся механических перегрузок, равно как и электрических, из-за которых перегорают тонкие токопроводящие пружинки. Этими приборами нельзя измерить переменный ток, т. к. направление отклонения стрелки зависит от направления тока в рамке.

Приборы электромагнитной системы

Приборы электромагнитной системы работают, как правило, в цепях переменного тока. Принцип действия этих приборов основан на действии магнитного поля тока, протекающего по неподвижной катушке, на ферромагнитный сердечник, способный втягиваться в область большего поля. Поскольку по подвижной части прибора сок не протекает, то такие приборы прекрасно выдерживают электрические и механические перегрузки. Направление отклонения стрелки не зависит от направления тока в катушке, что позволяет использовать эти приборы в цепях и постоянного и переменного тока. К недостаткам приборов электромагнитной системы относятся: неравномерная шкала, невозможность измерений при малых токах (вблизи нуля шкалы нет вовсе) из-за большого собственного потребления электрической энергии, низкая точность и чувствительность.

Приборы электродинамической системы

Принцип действия этих приборов основан на действии магнитного поля, созданного неподвижной катушкой, на ток, протекающий по проводнику подвижной (вращающейся) катушки. При включении такого прибора в измерительную цепь с переменным током, одновременно изменяются направления магнитного поля и тока во вращающейся катушке, поэтому направление момента сил не меняется, т.е. приборы можно с успехом применять в цепях переменного тока. Сходство с приборами магнитоэлектрической системы (наличие подвижной рамки с током) приводит к тому, что чувствительность у приборов этой системы хорошая, но шкала, как и у приборов электромагнитной системы неравномерна. Такие приборы не способны выдерживать механические и электрические перегрузки.

Цифровые приборы

Для измерения механических, электрических или оптических характеристик вещества в лабораторных условиях часто используют универсальные цифровые приборы, поскольку у них отсутствуют недостатки характерные для обычных электроизмерительных приборов. Блок-схема универсального цифрового прибора показана на рис. 11.

Рис. 11. Схема универсального измерительного прибора

Входной блок служит для ослабления слишком сильных сигналов в 1000, 100 или 10 раз, если это необходимо, т.е. для расширения пределов измерения. В этом блоке все измеряемые параметры (ток, напряжение, перемещение линейное или угловое, сила, температура и т.п.) при помощи соответствующих (иногда переносных) датчиков преобразуются в постоянное напряжение, пропорциональное измеряемому параметру. Это напряжение усиливается до значения, находящегося в интервале от 0 до 10 В, и поступает на один вход пороговой схемы сравнения (блок преобразования напряжение—время), а на второй вход схемы сравнения подается периодическое, линейно нарастающее (пилообразное) напряжение (например, со скоростью роста 1 B/с). На выходе схемы сравнения присутствует напряжение по времени от нуля и до того момента пор, пока мгновенное значение пилообразного напряжения не сравняется с измеряемым значением. Таким образом, получается преобразователь напряжение-время (длительность). Полученное импульсное напря­жение (периодические пакеты) подается на один вход второй схемы сравнения, а на второй ее вход подается импульсный сигнал с частотой 100000 Гц или 1000000 Гц от кварцевого генератора, обеспечивающего высокую точность и стабильность частоты. На выходе второй схемы присутствует напряжение только тогда, когда оно есть одновременно на двух входах. Поэтому, на выходе второй схемы сравнения присутствуют импульсы напряжения стандартной частоты только в пределах каждого пакета, причем их количество пропорционально длительности пакета, а значит и измеряемому напряжению. Остается только периодически устанавливать счетное устройство на ноль перед началом каждого пакета, подсчитывать количество импульсов в пакетах и высвечивать полученное число на индикаторах. Такие задачи легко решаются при помощи интегральных микросхем. А все блоки вместе (входной блок, усилитель, блок напряжение ‑ частота, блок индикации и счета, блок генератора стандартной частоты и блок формирования управляющих импульсов) составляют универсальный цифровой прибор. Такие приборы могут иметь весьма высокую точность (образцовые), очень много пределов измерения и много измеряемые параметров, но сравнительно дороги и требуют питания от стационарной сети, т. е. являются лабораторными приборами.

Приборы других систем

Приборы тепловой системы действуют по принципу изменения длины или сопротивления, они могут работать в цепях как переменного, так и постоянного тока.

Приборы индукционной системы работают по принципу действия магнитного поля неподвижного магнита на индуцируемый в подвижной части прибора ток.

Приборы с вибрационной системой использует явление резонанса при совпадении частот собственных механических колебаний подвижной части прибора с частотой переменного тока. Применялись такие приборы для измерений частоты переменного тока (сейчас не применяются).

Чтобы легко получить необходимую информацию о приборе, ГОСТом 5365‑83 установлена специальная система их маркировки. Согласно этому ГОСТу, на шкале прибора при помощи условных обозначений указаны: единица измеряемой величины; класс точности прибора; ГОСТ, по которому он изготовлен; род тока и число фаз; система прибора; категория защищенности прибора; испытательное напряжение прочности электрической изоляции токоведущих частей относительно корпуса прибора; год выпуска и заводской номер прибора.

В Таблице 5 указаны обозначения, наносимые на шкалы электроизмерительных приборов.

Таблица 5. Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов.

Магнитоэлектрическая система

Магнитоэлектрический логометр

Выпрямительная система

Термоэлектрическая система

Электромагнитная система

Электродинамическая система

Индукционная система

Электростатическая система

Род тока

а) постоянный

б) переменный

Примечание. Для указания диапазона частот используют следующие обозначения :

а) наименьшие частоты

б) средние частоты

в) наибольшие частоты

Продолжение таблицы 5

Ток пульсирующий

Импульс прямоугольный положительный

Импульс прямоугольный отрицательный

Перепад напряжения

Установка прибора

а) вертикальное положение шкалы

б) горизонтальное положение шкалы

в) наклонное положение шкалы

Прочность изоляции прибора (измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением 2 кВ)

Генераторный зажим

Зажим, соединенный с корпусом

Зажим для заземления

Пылезащищенный корпус

Пз

Герметический корпус

Гм

Ударопрочные

УП

Нечувствительные к вибрации

ВН

Вибропрочные

ВП

Тряскопрочные

ТП

Обыкновенные с повышенной механической прочностью

ОП

Для сухого и влажного тропического климата

Т

Номинальная (нормальная) область частоты

45-500 Гц

Номинальное (нормальное) значение частоты

500 Гц

Рассмотрим на примере прибора, шкала которого изображена на рис.12, какую информацию можно получить о нем.

  1. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей

    Закон
    10. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей.
  2. 2. Закон Кулона

    Закон
    - Два типа зарядов – положительные и отрицательные. Одноимённо заряженные отталкиваются, разноимённые притягиваются. При электризации трением заряжаются оба тела равными по величине, но разноимёнными зарядами.
  3. 1. Закон Кулона

    Закон
    (т.е. ), то в другой системе отсчета , движущейся относительно К со скоростью , компоненты электромагнитного поля отличны от нуля и связаны соотношением 64
  4. «Уровневая дифференциация на уроках физики». В ходе семинара учителем физики мбоу сош №2 Андреевой О. В. проведены открытые уроки по темам: «Закон Кулона» в 10 классе, «Законы постоянного тока» в 8 классе

    Урок
    Согласно плану работы ИМЦ МКУ ОО с целью распространения повышения профессиональной компетентности учителей 13 марта 2012 года на базе МБОУ СОШ №2 проведен теоретико-практический семинар для учителей физики по теме: «Уровневая дифференциация
  5. Coulomb) Шарль Огюстен (1736-1806), французский инженер и физик, один из основателей электростатики. Исследовал деформацию кру­чения нитей, установил ее законы

    Закон
    КУЛОН (Coulomb) Шарль Огюстен (1736-1806), французский инженер и физик, один из основателей электростатики. Исследовал деформацию кру­чения нитей, установил ее законы.
  6. "законами" движения материи "от простого к сложному", в истмате теория

    Закон
    Б. Ламарка, и Ч. Дарвина и продолжения их идей А. Уоллесом, Э. Геккелем, А. Северцовым, В. Ковалевским и другими, "ученый" мир, хотя и не без споров и трений, но признал теорию эволюции, и в обществе в целом было сформировано
  7. Закон отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение

    Закон
    Первоначальное представ­ление о строении вещества принадлежит Демокриту (460-370 годы до н.э.). По Демокриту все тела состоят из очень маленьких частиц - атомов.
  8. Закон сохранения электрического заряда (1)

    Закон
    В системе СИ единица заряда (кулон) является не основной, а производной и определяется через основную единицу для измерения электрических величин – единицу силы тока – ампер: 1 Кл = 1 Ас.
  9. Закон внутри нас. Древние считали: и то и другое неразрывно связаны между собой. Космос обусловливает прошлое, настоящее и будущее человечества и каждого отдельно взятого (1)

    Закон
    Великий немецкий философ Иммануил Кант заметил однажды, что есть всего две вещи, достойные подлинного удивления и восхищения: звездное небо над нами и нравственный

Другие похожие документы..