Ammeter आणि voltmeter साधन

सुरुवातीला, व्होल्टमीटर आणि अॅमीटर हे फक्त यांत्रिक होते आणि फक्त अनेक वर्षांनंतर, मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्सच्या विकासासह, डिजिटल व्होल्टमीटर आणि अॅमीटर तयार होऊ लागले. तरीसुद्धा, आता यांत्रिक मीटर लोकप्रिय आहेत. डिजिटलच्या तुलनेत, ते हस्तक्षेपास प्रतिरोधक असतात आणि मोजलेल्या मूल्याच्या गतिशीलतेचे अधिक दृश्य प्रतिनिधित्व देतात. त्यांची अंतर्गत यंत्रणा व्यावहारिकदृष्ट्या पहिल्या व्होल्टमीटर आणि अॅमीटरच्या कॅनोनिकल मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक यंत्रणांसारखीच राहते.

या लेखात, आम्ही सामान्य डायलचे डिव्हाइस पाहू, जेणेकरून कोणत्याही नवशिक्याला व्होल्टमीटर आणि अॅमीटरच्या ऑपरेशनची मूलभूत तत्त्वे समजू शकतील.

त्याच्या कामात, पॉइंटर मोजण्याचे साधन मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक तत्त्व वापरते. उच्चारित खांबाचे तुकडे असलेले कायमचे चुंबक जागी निश्चित केले आहे. या ध्रुवांमध्‍ये एक पोलादाचा गाभा निश्चित केला जातो, ज्यामुळे गाभा आणि चुंबकाच्या ध्रुव भागांमध्‍ये हवेचे अंतर तयार होते. कायम चुंबकीय क्षेत्र.

अंतरामध्ये एक जंगम अॅल्युमिनियम फ्रेम घातली जाते, ज्यावर अतिशय पातळ वायरची कॉइल जखमेच्या असते.फ्रेम एक्सल शाफ्टवर निश्चित केली जाते आणि पुलीसह फिरविली जाऊ शकते. डिव्हाइसचा बाण कॉइल स्प्रिंग्ससह फ्रेमशी जोडलेला आहे. स्प्रिंग्सद्वारे कॉइलला विद्युत प्रवाह पुरवठा केला जातो.

जेव्हा विद्युतप्रवाह I कॉइलच्या वायरमधून जातो, तेव्हा, कॉइल चुंबकीय क्षेत्रामध्ये ठेवली जाते, आणि तिच्या तारांमधील विद्युत् प्रवाह लंबवत वाहतो, अंतरातील चुंबकीय क्षेत्र रेषा ओलांडतो, त्याच्या बाजूने फिरणारी शक्ती. चुंबकीय क्षेत्र त्यावर कार्य करेल. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फोर्स एक टॉर्क एम तयार करेल आणि कॉइल, फ्रेम आणि हातासह, एका विशिष्ट कोनातून फिरेल α.

गॅपमधील चुंबकीय क्षेत्राचे प्रेरण अपरिवर्तित (स्थायी चुंबक) असल्याने, टॉर्क नेहमी कॉइलमधील विद्युत् प्रवाहाच्या प्रमाणात असेल आणि त्याचे मूल्य वर्तमान आणि या विशिष्ट उपकरणाच्या स्थिर डिझाइन पॅरामीटर्सवर अवलंबून असेल (c1 ). हा क्षण समान असेल:

स्प्रिंग्सच्या उपस्थितीमुळे फ्रेमच्या रोटेशनला प्रतिबंध करणारा प्रतिक्रिया क्षण, स्प्रिंग्सच्या टॉर्शनच्या कोनाच्या प्रमाणात असेल, म्हणजे, फिरत्या भागाशी जोडलेल्या बाणाच्या रोटेशनच्या कोनाशी:

अशाप्रकारे, फ्रेममधील विद्युत् प्रवाहाने तयार केलेला M हा स्प्रिंग्सच्या काउंटर मोमेंट Mpr सारखा होईपर्यंत, म्हणजेच समतोल होईपर्यंत रोटेशन चालू राहील. या टप्प्यावर बाण थांबेल:

साहजिकच, स्प्रिंग्सचा ट्विस्ट एंगल फ्रेम करंट (आणि मोजलेला प्रवाह) च्या प्रमाणात असेल, म्हणूनच मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक सिस्टम उपकरणांमध्ये समान स्केल असते. बाणाच्या रोटेशनचा कोन आणि मोजलेल्या विद्युत् प्रवाहाचे एकक यांच्यातील आनुपातिकता घटक k याला उपकरणाची संवेदनशीलता म्हणतात.

परस्परांना स्केल डिव्हिजन किंवा एकक स्थिरांक म्हणतात. मोजलेले मूल्य भागिले मूल्याचे गुणाकार म्हणून निर्धारित केले जाते स्केल विभागांची संख्या.

बाणाच्या एका स्थानावरून दुसर्‍या स्थानावर संक्रमणादरम्यान जंगम फ्रेमचे त्रासदायक कंपन टाळण्यासाठी, या उपकरणांमध्ये चुंबकीय प्रेरण किंवा एअर व्हॉल्व्ह वापरले जातात.

मॅग्नेटिक इंडक्शन डॅम्पर ही अॅल्युमिनियमची प्लेट असते जी यंत्राच्या रोटेशनच्या अक्षावर स्थिर असते आणि कायम चुंबकाच्या क्षेत्रात नेहमी बाणाने फिरते. परिणामी एडी प्रवाह वळणाचा वेग कमी करतात. निष्कर्ष असा आहे की, लेन्झच्या नियमानुसार, प्लेटमधील एडी प्रवाह, कायम चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्राशी संवाद साधतात ज्यामुळे ते तयार होते, प्लेटच्या हालचालीमध्ये अडथळा आणतात आणि दोलन बाण लवकर मरतो. चुंबकीय इंडक्शनसह अशा शॉक शोषकची भूमिका अॅल्युमिनियम फ्रेमद्वारे खेळली जाते ज्यावर कॉइल जखमेच्या आहे.

फ्रेम फिरवताना, अॅल्युमिनियमच्या चौकटीत प्रवेश करणाऱ्या स्थायी चुंबकाचा चुंबकीय प्रवाह बदलतो, याचा अर्थ अॅल्युमिनियमच्या चौकटीत एडी प्रवाह प्रेरित होतात, जे कायम चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्राशी संवाद साधताना, ब्रेकिंग प्रभाव देतात आणि हात थांबणे च्या दोलन.

मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरणांचे एअर डॅम्पर हे बेलनाकार चेंबर असतात ज्यामध्ये पिस्टन ठेवलेले असतात, जे उपकरणांच्या फिरत्या प्रणालींशी जोडलेले असतात. जेव्हा हलणारा भाग गतीमध्ये असतो, तेव्हा विंग-आकाराचा पिस्टन चेंबरमध्ये थांबविला जातो आणि सुईचे दोलन ओलसर केले जाते.

आवश्यक मोजमाप अचूकता प्राप्त करण्यासाठी, मापन दरम्यान उपकरणावर गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव पडू नये आणि बाणाचे विक्षेपण केवळ कायम चुंबकाच्या चुंबकीय क्षेत्रासह कॉइल करंटच्या परस्परसंवादाच्या परिणामी टॉर्कशी संबंधित असणे आवश्यक आहे. स्प्रिंग्सच्या सहाय्याने फ्रेमचे निलंबन.

गुरुत्वाकर्षणाचा हानिकारक प्रभाव दूर करण्यासाठी आणि संबंधित त्रुटी टाळण्यासाठी, काउंटरवेट्स रॉड्सवर फिरणाऱ्या वजनाच्या रूपात डिव्हाइसच्या फिरत्या भागामध्ये जोडल्या जातात.

घर्षण कमी करण्यासाठी, स्टीलच्या टिपा पॉलिश केलेले पोशाख-प्रतिरोधक स्टील किंवा टंगस्टन-मोलिब्डेनम मिश्र धातुपासून बनविल्या जातात आणि बियरिंग्ज कठोर खनिज (अॅगेट, कॉरंडम, रुबी इ.) बनलेले असतात. टीप आणि सपोर्ट बेअरिंगमधील अंतर सेट स्क्रूने समायोजित केले जाते.

शून्य प्रारंभिक स्थितीवर बाण अचूकपणे सेट करण्यासाठी, डिव्हाइस सुधारकसह सुसज्ज आहे. डायलमधील सुधारक एक स्क्रू आहे आणि स्प्रिंगसह पट्ट्याशी जोडलेला आहे. स्क्रू वापरुन, आपण अक्षाच्या बाजूने सर्पिल किंचित हलवू शकता, त्याद्वारे बाणाची प्रारंभिक स्थिती समायोजित करू शकता.

बर्‍याच आधुनिक उपकरणांमध्ये स्ट्रेचरच्या जोडीतून लवचिक धातूच्या बँडच्या रूपात एक जंगम भाग निलंबित केला जातो जो कॉइलला विद्युत प्रवाह पुरवण्यासाठी आणि प्रवाही टॉर्क तयार करण्यासाठी काम करतो. क्लॅम्प्स एकमेकांना लंब असलेल्या फ्लॅट स्प्रिंग्सच्या जोडीने जोडलेले आहेत.

खरे सांगायचे तर, आम्ही लक्षात घेतो की वर चर्चा केलेल्या क्लासिक यंत्रणेव्यतिरिक्त, केवळ यू-आकाराचे चुंबकच नाही तर दंडगोलाकार चुंबक आणि प्रिझम-आकाराचे चुंबक आणि अंतर्गत फ्रेम असलेले चुंबक देखील आहेत, जे स्वतःच आहेत. ते स्वतः जंगम असू शकतात.

वर्तमान किंवा व्होल्टेज मोजण्यासाठी, मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरण डीसी सर्किटमध्ये अॅमीटर किंवा व्होल्टमीटर सर्किटनुसार समाविष्ट केले जाते, फरक फक्त कॉइलच्या प्रतिकारामध्ये आणि सर्किटला डिव्हाइस कनेक्ट करण्यासाठी सर्किटमध्ये असतो. अर्थात, विद्युतप्रवाह मोजताना सर्व मोजलेले विद्युत् प्रवाह उपकरणाच्या कॉइलमधून जाऊ नये आणि व्होल्टेज मोजताना जास्त वीज वापरली जाऊ नये. मोजमाप यंत्राच्या घरामध्ये तयार केलेला अतिरिक्त रोधक योग्य परिस्थिती निर्माण करण्यासाठी काम करतो.

व्होल्टमीटर सर्किटमधील अतिरिक्त रेझिस्टरचा प्रतिकार कॉइलच्या प्रतिकारापेक्षा अनेक पटीने जास्त असतो आणि हा रेझिस्टर अत्यंत लहान असलेल्या धातूपासून बनलेला असतो. प्रतिरोधक तापमान गुणांकजसे की मॅंगॅनिन किंवा कॉन्स्टंटन. अँमीटरमधील कॉइलच्या समांतर जोडलेल्या रेझिस्टरला शंट म्हणतात.

शंटचा प्रतिकार, याउलट, मापन करणार्‍या कॉइलच्या प्रतिकारापेक्षा कित्येक पट कमी आहे, म्हणून मोजलेल्या प्रवाहाचा फक्त एक छोटासा भाग कॉइल वायरमधून जातो, तर मुख्य प्रवाह शंटमधून वाहतो. अतिरिक्त रेझिस्टर आणि शंट आपल्याला डिव्हाइसची मापन श्रेणी विस्तृत करण्यास अनुमती देतात.

यंत्राच्या बाणाच्या विचलनाची दिशा मोजमाप कॉइलद्वारे विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेवर अवलंबून असते, म्हणून, डिव्हाइसला सर्किटशी जोडताना, ध्रुवीयतेचे अचूक निरीक्षण करणे महत्वाचे आहे, अन्यथा बाण दुसऱ्या दिशेने जाईल. . त्यानुसार, कॅनोनिकल स्वरूपातील मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरण AC सर्किटशी जोडणीसाठी अयोग्य आहेत, कारण सुई एकाच ठिकाणी राहिल्यास कंपन होईल.

तथापि, मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक उपकरणांच्या (अँमीटर, व्होल्टमीटर) फायद्यांमध्ये उच्च अचूकता, स्केलची एकसमानता आणि बाह्य चुंबकीय क्षेत्राद्वारे निर्माण होणार्‍या व्यत्ययांचा प्रतिकार यांचा समावेश होतो. तोटे म्हणजे पर्यायी प्रवाह मोजण्यासाठी अयोग्यता (पर्यायी प्रवाह मोजण्यासाठी, आपल्याला प्रथम ते दुरुस्त करणे आवश्यक आहे), ध्रुवीयतेचे निरीक्षण करण्याची आवश्यकता आणि ओव्हरलोड करण्यासाठी मापन कॉइलच्या पातळ वायरची भेद्यता.