Электромагнитные преобразователи

Электромагнитный преобразователь (ЭМ) представляет собой один или несколько контуров, находящихся в магнитном поле, которое может быть создано как токами, протекающими по контурам, так и внешними источником. Одноконтурный ЭМ преобразователь характеризуется током i через контур, потокосцеплением = Li, противо-ЭДС e = – d / dt, энергией электромагнитного поля W _м = i /2, индуктивностью L. Выходной величиной одноконтурного ЭМ преобразователя может быть: индуктивность L, электромагнитная сила F _эм и индуцируемая в контуре ЭДС е _инд.

У ЭМ преобразователя с ферромагнитным сердечником изменение индуктивности происходит при изменении положения сердечника. Здесь входной величиной является перемещение, такой преобразователь называется индуктивным. Индуктивность L может зависеть от тока, протекающего через преобразователь и создающего собственное магнитное поле, и от параметров внешнего магнитного поля.

Преобразователи, принцип действия которых основан на использовании зависимости L = f (B), называются магнитомодуляционными. При деформации ферромагнетиков также меняется их магнитная проницаемость. Этот эффект называется магнитоупругим, используется в магнитоупругих преобразователях для измерения сил и давления.

Электромагнитная сила F _эм действует на контур с током, находящийся во внешнем магнитном поле (пропорциональное току i и индукции B), стремясь сместить или развернуть его так, чтобы суммарная индукция магнитного поля была минимальной. Если поддерживать ток постоянным, то по значению электромагнитной силы можно определить индукцию магнитного поля B. И наоборот, поддерживая B постоянным (постоянный магнит) по величине силы можно судить о величине тока i. Такие преобразователи называются магнитоэлектрическими.

Ферромагнитный сердечник втягивается в контур с током так, чтобы индуктивность контура была максимальной. В этом случае электромагнитная сила пропорциональна квадрату тока. Такие преобразователи называются электромагнитными и используются в измерительных механизмах электромеханических приборов.

Индуцированная ЭДС e _инд возникает в контуре, находящимся во внешнем магнитном поле, при изменении потокосцепления. Преобразователь, представляющий собой неподвижную катушку, может быть использован для измерения переменной магнитной индукции.

В постоянном магнитном поле ЭДС индуцируется только в движущемся контуре и для измерения индукции B контуру задают движение, например, вращение с постоянной скоростью. Возможно использовать преобразователь для решения обратной задачи определения по значению выходной ЭДС скорости при движении контура в поле с известной индукцией B. Преобразователи, выходной величиной которых является ЭДС e _инд, называются индукционными. Преобразователи, содержащие два или несколько контуров, называют трансформаторными или взаимоиндуктивными.