86. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Момент сил, действующих на контур с током. Согласно законам механики поворот тела вокруг своей оси вызывается действием на него момента сил. Следовательно, тот факт, что под влиянием магнитного поля контур с током поворачивается (ориентирующее действие магнитного поля, § 83), означает действие на контур со стороны магнитного поля момента сил.

Этот момент зависит от расположения контура по отношению к вектору магнитной индукции В. Если нормаль к контуру совпадает с направлением вектора В, то момент сил, очевидно, равен нулю, так как контур в этом положении не поворачивается. Момент сил возрастает по мере увеличения угла между и В. Можно опытным путем доказать, что максимальное значение

момента сил будет при угле 90°, когда линии магнитной индукции лежат в плоскости контура.

Электроизмерительные приборы. Ориентирующее действие магнитного поля на контур с током используется в электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы.

Измерительный прибор такой системы устроен следующим образом. На легкой алюминиевой рамке прямоугольной формы с прикрепленной к ней стрелкой намотана катушка. Рамка укреплена на двух полуосях. В положении равновесия ее удерживают две тонкие спиральные пружины (на рисунке 221 видна одна из них). Момент сил упругости со стороны пружин, возвращающий катушку в положение равновесия, пропорционален углу отклонения стрелки от положения равновесия. Катушку помещают между полюсами постоянного магнита с наконечниками специальной формы.

Внутри катушки расположен цилиндр из мягкого железа. Такая конструкция обеспечивает радиальное направление линий магнитной индукции в той области, где находятся витки катушки (рис. 222). В результате при любом положении катушки момент сил, действующих на нее со стороны магнитного поля, максимален и при неизменной силе тока один и тот же. Катушка с током поворачивается до тех пор, пока момент сил упругости со стороны пружины не уравновесит момента сил, действующих на рамку со стороны магнитного поля. Увеличивая силу тока в два раза, мы обнаружим, что стрелка поворачивается на угол, вдвое больший, и т. д. Это означает, что максимальный момент сил М, действующих на катушку со стороны магнитного поля, прямо пропорционален силе тока: Благодаря этому можно определять силу тока по углу поворота катушки, если проградуировать прибор. Для этого надо установить, каким углам поворота стрелки соответствуют известные значения силы тока.

Рис. 221

Рис. 222