2-й семестр
ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ЯВИЩА
3. Магнітне поле
Урок 7/44
Тема. Електровимірювальні прилади
Мета уроку: ознайомити учнів із принципом дії електровимірювальних приладів.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
План уроку
Контроль знань | 5 хв. | 1. Будова і принцип роботи електромагніту. 2. Застосування електромагнітів у техніці й на виробництві. 3. Принцип роботи гучномовця. |
Демонстрації | 8 хв. | 1. 2. Фрагменти відеофільму “Електровимірювальні прилади” |
Вивчення нового матеріалу | 25 хв. | 1. Типи електровимірювальних приладів. 2. Вимірювальні прилади магнітоелектричної системи. 3. Вимірювальні прилади електромагнітної системи. 4. Вимірювальні прилади електродинамічної системи |
Закріплення вивченого матеріалу | 7 хв. | Контрольні питання |
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Типи електровимірювальних приладів
Явище обертання рамки зі струмом у магнітному
Для вимірювання електричних величин використовуються різні електровимірювальні прилади. Так, наприклад, сила струму вимірюється амперметром, напруга – вольтметром, опір – омметром, потужність – ватметром, електричну енергію вимірюють за допомогою лічильника.
Існує багато систем електровимірювальних приладів. Наприклад, прилади магнітоелектричної системи, електромагнітної й електродинамічної.
2. Вимірювальні прилади магнітоелектричної системи
Вимірювальний механізм приладів магнітоелектричної системи складається з двох частин.
Нерухома частина складається з постійного магніту, його полюсних наконечників і нерухомого осердя. У зазорі між полюсними наконечниками і осердям існує сильне магнітне поле.
Рухлива частина вимірювального механізму складається з легкої рамки, обмотка якої навивається на алюмінієвий каркас, і двох півосей, нерухомо зв’язаних з каркасом рамки. Кінці обмотки припаяні до двох спіральних пружин, через які до рамки підводиться вимірюваний струм. До рамки прикріплені стрілка й противаги. У зазорі між полюсними наконечниками й осердям установлена рамка. Її півосі вставляються в підшипники.
Коли в рамці протікає струм, сили, що діють на рамку з боку магнітного поля, повертають рамку разом зі стрілкою – вона рухається уздовж шкали. Чим більша сила струму в рамці, тим на більший кут повертається рамка зі стрілкою. Іншими словами, кут повороту рамки пропорційний силі струму.
Оскільки кут повороту стрілки пропорційний силі струму, то шкала вимірювального приладу магнітоелектричної системи рівномірна.
В амперметрів і вольтметрів вимірювальні механізми в принципі однакові. Їхня відмінність полягає лише в електричному опорі рамок. В амперметра опір рамки значно менший, ніж у вольтметра.
3. Вимірювальні прилади електромагнітної системи
Дещо простіше улаштовані прилади електромагнітної системи. Нерухома частина приладу являє собою котушку, по обмотці якої протікає струм. За рахунок цього в зазорі котушки виникає магнітне поле.
У зазор утягується якір, виготовлений з м’якої сталі, що складає рухливу частину приладу. На осі якоря наявна спіральна пружина, що протидіє втягуванню якоря в зазор котушки. У результаті стрілка, що сидить на осі, повертається на визначений кут, що залежить від сили струму.
Електромагнітні прилади менш чутливі порівняно з магнітоелектричними. Однак вони не настільки бояться перевантаження й більш надійні в роботі. Крім того, вони придатні для вимірювання у колах не тільки постійного, але й змінного струму. Їхні шкали нерівномірні.
4. Вимірювальні прилади електродинамічної системи
В електродинамічних вимірювальних приладах рухлива частина практично не відрізняється від рухливої частини приладів магнітоелектричної системи, тобто в них теж наявна рухлива рамка. Нерухомою ж частиною служить не постійний магніт, а котушка, по обмотці якої протікає струм.
Сила взаємодії між рамкою і котушкою пропорційна добутку сили струму в рамці і сили струму в котушці.
В амперметрах і вольтметрах електродинамічної системи обидві обмотки з’єднуються послідовно, тому сила, що повертає рухливу рамку, пропорційна квадрату сили струму. У результаті в приладів даного типу шкала нерівномірна.
Електродинамічний прилад може служити і ватметром.
Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу
– Яка дія струму використовується в електровимірювальних приладах?
– Як би поводилася котушка зі струмом у механізмі амперметра, якби її не утримували спіральні пружини?
– Чому необхідно підключати амперметр і вольтметр відповідно до зазначених на них знаках “+” і “-“?
– Які умови мають задовольняти внутрішні опори амперметра і вольтметра?
ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
1). Якісні питання
1. Які переваги чи недоліки мають прилади магнітоелектричної системи?
2. Які переваги чи недоліки мають прилади електромагнітної системи?
3. Чи відрізняється будова й принцип дії амперметра й вольтметра? Якщо так, то чим саме?
4. Поясніть, чому шкала вимірювальних приладів магнітоелектричної системи рівномірна, а шкала приладів електродинамічної системи – нерівномірна?
Домашнє завдання
1. Підр.: § 29.
2. Зб.: № 14.4; 14.10; 14.11; 14.15.
(2 votes, average: 3,00 out of 5)