10-ma’ruza. Mavzu: elektr o‘LChov asoslari reja O‘lchov haqida umumiy tushunchalar

Magnitoelektrik o‘lchov qurilmalari.

Bu turdagi o‘lchov qurilmalarida, nomlanishidan ko‘rinib turibdiki, doimiy magnitdan foydalaniladi. Qurilmaning ishlash prinsipi, o‘lchanayotgan elektr toki hosil qilgan magnit maydon bilan, doimiy magnitdan hosil bo‘lgan maydonlarning tasirilashishiga asoslangan. Unin tuzilishi doimiy magnit va po‘lat o‘zakka o‘ralgan ramkadan (chulg‘amdan) iborat, 4.11-rasmga qarang. Aksariyat hollarda doimiy magnit –M taqasimon ko‘rinishda bo‘ladi. Magnit qutblar orasida po‘lat o‘zak 1 ga o‘ralgan ramka 2 joylashgan bo‘lib u elastik prujinalar 3 yordamida tutib turiladi. Strelka 4, prujinalar, o‘zak va ramka OO´umumiy o‘qqa biriktirilgan. Ramkadan tok o‘tganda Amper qonuniga ko‘ra (doimiy magnitning tokli ramkaga ta’siri) doimiy magnit- ning maydoni ramkaning parallel tomonlarida elektr toki hosil qilgan maydonlar bilan ta’sirlashadi. Bu ta’sir kuchning yo‘nalishlari

ramkaning chap va o‘ng tomonlarida qarama-qarshi yo‘nalgan bo‘lib (4 va 11-rasmlarga qarang), son qiymati

F_A  IBLSin

Amper qonuni asosida aniqlanadi. Bu yerda α-ramkadagi tok yo‘nalishi bilan magnit maydon induksiyasi orasidagi burchak.

a b v 11- rasm. Amper kuchi (a), magnitoelektrik o‘lchov qurilmasining tuzilishi (b),

magnitoelektrik qurilmaning umumiy ko‘rinishi (b).

Agar ramkaning yarim enini (ramka chetidan OO´ aylanish o‘qigacha bo‘lgan masofani) d deb belgilasak, hamda ramka n ta o‘ramdan iborat va magnit maydoni tokning yo‘nalishiga tik deb qarasak, Amper kuchi tasirida yuzaga keltiruvchi aylantiruvchi moment


M  F_A d  IBLdn

Ramkaning uzunligi va eni ramka yuzasini beradi S  Ld , u holda hosil bo‘lgan aylantiruvchi moment M  F_A d  IBSn

Qurilmada doimiy magnit ishlatilganligi uchun, magnit maydon induksiyasi V o‘zgarmaydi, shuningdek, o‘ramlar soni n va ramka yuzasi S ham doimiy bo‘lib, (4.3) formulada faqat o‘lchanayotgan tok kuchigina o‘zgaradi. Qurilma uchun o‘zgarmas bo‘lgan kattaliklarni BSn  k₁ deb belgilasak (4.3) formula

M  k₁ I

Demak, aylantiruvchi moment ramkadan o‘tayotgan tok kuchi bilan, qurilmaning doimiysi K orqali chiziqli

bog‘langan Agar, ramkadan qancha katta tok oqib o‘tsa, aylantiruvchi moment shuncha katta bo‘lib, 4.7- b rasmdagi 4-strelka shuncha katta burchakka og‘adi. Agar ramkadagi tokning yo‘nalishi o‘zgarsa, Amper kuchining ham yo‘nalishi qarama-qarshi tomnga o‘zgarib, strelka teskari tomonga og‘adi. Ramkada tok bo‘lmagan paytda strelkanining holati 3 elastik prujinalarning muvozanati bilan aniqlanadi. Shu paytdagi strelkaning vaziyati nol holatni (4.7-v rasm) ko‘rsatadi. Strelka biror φ burchakka burilib turgan paytda prujinalardagi elastiklik kuchi, Amper kuchi hosil qilgan momentga qarama-qarshi yo‘nalgan (strelkani muvozanat holatiga qaytarishga urinuvchi) moment hosil qiladi. Bu kuch momenti burilish burchagi φ va prujinaning bikirligi bilan aniqlanuvchi doimiy koeffitsient k₂ orqali aniqlanadi

M _el  k₂ .

Momentlar tenglashganda strelka muvozanat vaziyatda turadi

		M Mel, yoki	k1 I  k2
Momentlar muvozanati shartidan burilish burchagini topsak
				k1	I  kI ,	(4.5)
				^k2
bu yerda	k1	 k - qurilmaning xususiyatlaridan kelib chiquvchi yagona koeffitsient bo‘lib, u qurilmadagi doimiy
	k2

magnit, ramka (chulg‘am) va prujinanlarning parametrlari orqali aniqlanadi.

(4.5) formuladan ko‘rinadiki qurilmada burchakni darajalash orqali tok kuchini o‘lchash mumkin, ya’ni qurilma ampermetr sifatida ishlatiladi.

9. 
   ^_k
   

Om qonuniga ko‘ra ramkadagi tok kuchi

I ^U_R
bu yerda U- ramka uchlaridagi kuchlanish, R- ramkaning (chulg‘amning) qarshiligi kuchlanish orqali ifodalasak


U  _kR^
ifodadan ko‘rinadiki ramkaning qarshiligini bilgan holda qurilmani voltmetr sifatida ishlatish mumkin. Magnitoelektrik o‘lchov qurilmalar o‘zgarmas tok zanjirlarida juda keng ishlatiladi. Ularning asosiy

afzalliklari sezgirligi va o‘lchash anqligining yuqoriligidir. Shuningdek, magnitoelektrik qurilmalar juda kam energiya sarflaydi va tashqi magnit maydonlari qurilmaning o‘lchov jarayoniga kam tasir etadi.

12-rasm. Magnitoelektrik voltmetr va mikroampermetr.

Aylantiruvchi moment tok kuchiga proporsional, shuning uchun bunday chiziqli bog‘lanish qurilmalarning shkalalari ham bir tekis bo‘lishini ta’minlaydi va darajalashni ancha yengillashtiradi. bu qurilmalar faqat o‘zgarmas tokda ishlaydi. Ayni paytda Ikkinchidan, magnitoelektrik o‘lchov qurilmalari. Qurilmaning asosiy kamchiliklari shundaki, ular asosan kichik toklarda va faqat o‘zgarmas tokda ishlaydi.

Magniti qo‘zg‘aluvchan magnitoelektrik o‘lchov qurilmalarida ramka qo‘zg‘almas bo‘lib, magnit harakatlanuvchan bo‘ladi. Lekin bunday sistemadagi o‘lchov qurilmalarining sezgirligi ancha past bo‘lib eng ko‘pi bilan 4 bo‘lishi mumkin.