Принцип действия электродинамического измерительного прибора основан на взаимодействии двух магнитных полей создаваемых двумя катушками, одна из которых неподвижная, а другая вращается внутри первой.

Электродинамический прибор состоит из неподвижной 1 и подвижной 2 катушек (рисунок 4). Противодействующий момент создает пружина 3.

Рисунок 4. Прибор электродинамической системы.

Вращающий момент электродинамического механизма определяется так же, как электромагнитного механизма:

где М – взаимная индуктивность катушек.

Вращающий момент электродинамического измерительного механизма пропорционален произведению токов в катушках и скорости изменения взаимной индуктивности М при повороте подвижной катушки, поэтому шкала прибора нелинейная.

Основные достоинства показывающих приборов электродина­мической системы – высокий класс точности (до 0,1), независимость показаний от формы кривой измеряемого тока или напряжения.

Основные недостатки – низкая чувствительность вследствие слабого электромеханического действия магнитных полей катушек, неравномерность шкалы при измерении действующих значений тока и напряжения, сложность конструкции.

Схемы включения измерительных приборов

Так как электромеханические измерительные приборы напрямую могут использоваться только для измерения не больших значений токов и напряжений, то для диапазона измеряемых значений токов и напряжений используют схемы включения измерительных приборов:

схема включения амперметра;

схема включения вольтметра.

Схема включения амперметра

Так как напрямую через измерительный прибор можно пропускать только небольшой ток, то его необходимо запараллелить шунтовым сопротивлением чтобы ограничить ток проходящий через прибор. Таким образом, параллельно измерительному прибору подключается шунтовое сопротивление, которое должно быть меньше сопротивления прибора. Таким образом, общий ток проходит через цепь равен сумме токов: .

где I_u – ток цепи прибора, I_ш – ток проходит через шунтовое сопротивление.

Рисунок 5

Известно, что при параллельном соединение сопротивлений общее напряжение остаётся одинаковым, а через меньшее сопротивление проходит наибольший ток:

, отсюда выразим ,

где  коэффициент деления, называемый также множителем.

Таким образом, на базе существующего прибора можно изготовить любой прибор с увеличенным диапазоном измерений.

Схема включения вольтметра

С помощью измерительного механизма напрямую измерять напряжения больших величин нельзя, то последовательно измерительному механизму подключают добавочное сопротивление, которое «гасит лишнее напряжение» (см. рисунок 6). Таким образом необходимо рассчитывать добавочное сопротивления для изготовления вольтметров для измерения нужных значений напряжения.

Рисунок 6

Известно, что при последовательном сопротивлении ток является одинаковым для всех участков цепи: . А общее напряжение является суммой напряжений на отдельных участках . Отсюда можно рассчитать добавочное сопротивление, если известно сопротивление механизма и пределы напряжения для механизма и изготавливаемого прибора: ,

 где  коэффициент расширения предела измерения или множитель шкалы.

Задача 1. На базе магнитоэлектрического микроамперметра на 100мкА с сопротивлением рамки 500Ом изготовить амперметр на 1 Ампер.

Решение. Необходимо рассчитать шунтовое сопротивление для этого воспользуемся формулой: , где . Подставим численные выражения в формулу: .

Задача 2. На базе магнитоэлектрического микроамперметра на 100мкА с сопротивлением рамки 500Ом изготовить вольтметр на 10 Вольт.

Решение. Необходимо рассчитать добавочное сопротивление для этого воспользуемся формулой: , где . Подставим численные выражения в формулу: .