Miernik elektryczny
Jest przetwornikiem elektromechanicznym, w którym następuje zamiana doprowadzonej energii elektrycznej na energię mechaniczną ruchu obrotowego organu obrotowego przyrządu. Energia doprowadzona do przyrządu jest pobierana z obwodu kontrolowanego. Elektryczne przyrządy pomiarowe składają się z organu ruchomego i połączonej z nim wskazówki oraz układu elektrycznego. Każdy miernik charakteryzuje tak zwana klasa dokładności. Klasa dokładności jest to liczba określająca w procentach wartość błędu granicznego danego miernika.
Prąd elektryczny do cewki doprowadzany jest przez spiralne sprężyny. Powstający w sprężynie moment sił sprężystych powoduje równoważenie momentu sił magnetycznych. Na skutek tego cewka ulega odchyleniu dany kąt odpowiadający odpowiedniej wartości natężeniu prądu elektrycznego. Do cewki przytwierdzona jest wskazówka, która na odpowiedniej skali pokazuje, jaka jest mierzona wartość prądu.
Magnetoelektryczne przyrządy pomiarowe wykorzystuje się jako amperomierze, woltomierze i omomierze.
Amperomierzem nazywa się urządzenie, które służy do pomiaru natężenia prądu elektrycznego. Przyrząd ten dokonuje pomiarów efektów, które są związane z przepływem prądu w przewodniku, czyli np. wydzielane ciepło czy efekty elektromagnetyczne. Amperomierze są włączane do obwodu szeregowo. Mała rezystancja amperomierzy nie powoduje zmian mierzonego natężenia prądu. Amperomierze mogą być stosowane do pomiarów natężenia zarówno prądu stałego jak i zmiennego. W przypadku prądu zmiennego dokonują pomiarów wartości skutecznej natężenia prądu.
Woltomierz natomiast jest miernikiem, który dokonuje pomiarów napięcia elektrycznego. Włącza się go do obwodu na sposób równoległy. W skład takiego woltomierza wchodzi mikroamperomierz i opornik o dużej rezystancji wewnętrznej. W trakcie przepływu prądu przez woltomierz urządzenie mierzy natężenie prądu przy znanej dużej oporności właściwej woltomierza. Woltomierze również mogą służyć do pomiarów napięcia prądu stałego jak i zmiennego. Dla prądu zmiennego mierzą napięcie skuteczne.
Kolejny rodzaj mierników stanowią mierniki elektrodynamiczne. Wśród elementów składowych takiego miernika można wyróżnić dwie cewki. Jedna z nich stanowi element ruchomy, a druga element nieruchomy miernika.
Odchylenie się elementu ruchomego następuje na skutek oddziaływań elektromagnetycznych obydwu cewek.
Budowa tego miernika wygląda w ten sposób, że ruchoma cewka umieszczona jest wewnątrz cewki stanowiącej element nieruchomy. Znajduje się ona na osi, na końcu, której umieszczona jest wskazówka.
W obu cewkach płynie prąd. Zatem pojawiają się oddziaływania elektrodynamiczne między nimi, co owocuje pojawieniem się momentu napędowego. Ale dochodzi również do powstania tzw. momentu zwracającego sprężyn spiralnych. Doprowadzają one prąd do cewki ruchomej. Ten moment zwracający równoważy moment napędowy.
Mierniki elektrodynamiczne mogą być woltomierzami, amperomierzami lub watomierzami. Ważne, że mogą być stosowane zarówno przy prądzie stałym jak i zmiennym.
Jeżeli są wykorzystywane przy prądzie zmiennym wtedy mierzą natężenie i napięcie skuteczne.
Miernik elektrodynamiczny charakteryzuje się bardzo wysoką dokładnością. Ale niestety wadą jest zbyt delikatna budowa. Z tego powodu używane są przeważnie w laboratoriach.
W przypadku, gdy miernik elektrodynamiczny pełni funkcję watomierza wtedy ruchomą cewkę przyrządu włącza się w obwód na takiej zasadzie jak amperomierz.
Ostatnią grupę mierników stanowią mierniki elektromagnetyczne. Pomiarów z ich udziałem można dokonywać dzięki występowaniu oddziaływania między polem magnetycznym cewki, w której płynie prąd, a znajdującym się w zasięgu tego pola rdzeniem z materiału ferromagnetycznego. Do rdzenia przytwierdzona jest wskazówka, która pokazuje na odpowiedniej skali natężenie prądu płynącego przez cewkę.
Wraz ze wzrostem natężenia prądu w cewce ferromagnetyczny rdzeń jest coraz bardziej wciągany przez pole. Skutkiem tego jest zwiększające się odchylenie wskazówki.
Mierniki elektromagnetyczne są wykorzystywane zarówno dla prądu stałego jak i zmiennego. W przypadku prądu zmiennego wskazują wartości skuteczne. Mogą pełnić funkcję amperomierzy lub woltomierzy.
maras7621