Là sự kết hợp giữa cơ cấu từ điện (khung quay mang kim chỉ thị) và cơ cấu điện từ (cuộn dây cố định tạo từ trường cho khung quay).
2.3.1 Kí hiệu:
2.3.2 Cấu tạo:
Cơ cấu điện động gồm cuộn dây cố định và cuộn dây di động (khung quay). Phần động: a. Cuộn dây di động b. Trục quay c. Lị xo xoắn ốc d. Kim chỉ thị Phần tĩnh: a. Cuộn dây cố định b. Thang đo
Thơng thường cuộn dây di động khơng cĩ lõi sắt non nên tránh được hiện tượng từ trễ và dịng điện xốy. Cuộn dây cố định được chia thành hai phần bằng nhau và đặt
cách nhau khơng xa để tạo ra từ trường tương đối đều. Hai nửa cuộn dây này được
mắc nối tiếp với nhau. Cuộn dây di động được đặt trong lịng cuộn dây tĩnh nên chịu
ảnh hưởng từ trường của cuộn dây cố định.
Trên trục phần quay cĩ gắn kim chỉ thị và hai lị xo xoắn để tạo moment cản. Trục quay làm nhiệm vụ đỡ và dẫn điện từ ngồi vào phần quay. Đơi khi người ta dùng dây treo thay cho trục và ổ đỡ để tăng độ nhạy cho cơ cấu. Cuộn dây phần tĩnh cĩ thể được quấn với kích cỡ lớn, cịn cuộn dây ở phần động cĩ cỡ dây nhỏ.
Nếu cuộn dây cố định được quấn trên lõi sắt từ thì ta cĩ cơ cấu sắt điện động. Cấu tạo của cơ cơ cấu sắt điện động gồm các cuộn dây phần tĩnh quấn trên lõi thép. Lõi thép cĩ tác dụng tăng từ trường ở phần tĩnh và tạo nên từ trường đều ở khu vực cuộn
dây động, đồng thời cĩ tác dụng như một màn chắn từ làm giảm ảnh hưởng của từ
trường ngồi. Trong lịng cuộn dây phần động cũng cĩ lõi thép hình trụ. Ngun lí làm Cơ cấu điện động
Cơ cấu sắt điện động
việc của cơ cấu sắt điện động tương tự như cơ cấu điện động. Nhờ cĩ lõi thép mà cơ cấu sắt điện động nhạy hơn, ít ảnh hưởng bởi từ trường ngồi, khơng cần chế tạo bằng vật liệu quý giá nên giá thành cũng rẻ hơn loại cơ cấu điện động. Nhưng cũng vì cĩ lõi thép mà tổn hao sắt từ và hiện tượng từ trễ xuất hiện khiến cho độ chính xác thấp hơn.
2.3.3 Ngun lí hoạt động và phương trình đặc tính thang đo:
Điểm khác biệt cơ bản so với các dụng cụ đo khác là dịng điện của đại lượng cần
đo được đưa vào cả phần động và phần tĩnh của cơ cấu điện động để tạo nên hai từ
trường đẩy nhau sinh ra moment quay.
Khi cĩ dịng điện i1, i2 (một chiều hoặc xoay chiều) đi vào cuộn dây di động và cố
định thì trong lịng cuộn dây cố định xuất hiện từ trường (thay thế cho từ trường nam
châm vĩnh cửu) từ trường này tác động lực điện từ lên cuộn dây động. Moment quay: Mq = i1.i2. dMdα12
Nếu i1, i2 là dịng điện một chiều thì: Mq = I1.I2. dMdα12
Nếu i1, i2 là dịng điện xoay chiều: i1 = I1max.sinwt, i2 = I2max.sin(wt - ϕ) thì:
Mqtb = T 1 ⌡⌠ 0 T Mq.dt = T 1 ⌡ ⎮ ⌠ 0 T i1.i2dM12dα .dt = T 1 ⌡⎮ ⌠ 0 T
I1max.sinwt. I2max.sin(wt - ϕ)dM12dα .dt
Mqtb = I1max. I2max2 .cosϕ.dM12dα Mqtb = I1. I22 .cosϕ.dM12dα
I1, I2: Giá trị hiệu dụng của dịng điện xoay chiều [A] Mc = Kc.α
Mc: Moment cản của lị xo
Khi Mc = Mq thì kim chỉ thị đứng n.
Phương trình đặc tính thang đo cho dịng điện một chiều: Kc.α = I1.I2. dM12dα
α = I1.I2 K
c .dM12dα = KI.I1.I2
Phương trình đặc tính thang đo cho dịng điện xoay chiều: Kc.α = I1. I22 .cosϕ.dM12dα
α = I1.I2K
c .cosϕ.dM12dα = KI.I1.I2.cosϕ
Tĩm lại, khi cho dịng điện i1 đi vào hai nửa cuộn dây tĩnh và i2 đi vào cuộn dây
động thì moment quay sẽ tỉ lệ với dịng điện của cả cuộn dây tĩnh và cuộn dây động.
Nếu cho cùng một dịng điện i đi vào cả hai cuộn dây thì moment quay sẽ tỉ lệ với bình phương cường độ dịng điện. Khi dịng điện là một chiều thì gĩc quay tỉ lệ với bình
phương cường độ dịng điện cần đo (α = KI.I1.I2), đối với dịng điện xoay chiều thì cần thêm gĩc lệch pha giữa hai dịng điện đi vào hai cuộn dây (α = KI.I1.I2.cosϕ).