Работа приборов этой системы основана на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и проводника с током. Измерительный механизм состоит из двух главных частей: неподвижной магнитной цепи и подвижной рамки с намотанными проводниками, по которым протекает измеряемый ток (рис. 86.).
Магнитная цепь образуется сильным постоянным магнитом 1, полюса которого имеют цилиндрическую поверхность. Между полюсами с целью создания равномерного магнитного поля помещается неподвижный ферромагнитный стальной цилиндр 2. Подвижная часть измерительного механизма состоит из легкого каркаса (рамки) 3 с намотанной на него обмоткой из тонкой медной проволоки (4 — стрелка, закрепленная на рамке). Рамка на специальных осях крепится к стальному цилиндру, а измеряемый ток (5 — шкала прибора) от одного зажима прибора проходит через спиральную пружину, проводники обмотки, вторую пружину ко второму зажиму (рис. 87).
При прохождении по проводникам обмотки измеряемого тока между ними и магнитным полем возникает механическое взаимодействие, под влиянием которого рамка, закрепленная на оси, стремится повернуться на некоторый угол. Сила, действующая на каждую активную сторону рамки, может быть определена по закону Ампера
(195)
а вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора,
(196)
где I — измеряемый ток; В — магнитная индукция; I — активная длина проводника; W — число витков в обмотке; b — ширина рамки; (S=bl — активная площадь рамки).
где
— шунтирующий множитель, показывающий во сколько раз измеряемый ток больше тока измерительного механизма или во сколько раз расширены пределы измерения прибора.
Величину сопротивления шунта можно определить из выражения для шунтирующего множителя:
(204)
Следовательно, для расширения предела измерения тока в р раз необходим шунт с сопротивлением в (р—1) раз меньше сопротивления катушки измерительного механизма прибора.
Приборы магнитоэлектрической системы имеют следующие достоинства: высокую точность измерений (до 0,1%); малое влияние посторонних внешних магнитных полей; незначительную потребляемую мощность; равномерную шкалу прибора.
К недостаткам приборов этой системы можно отнести: пригодность только для цепей постоянного тока (в цепях переменного тока приборы магнитоэлектрической системы могут применяться с выпрямителем или с термопарой); чувствительность к перегрузкам, обусловленная изменением упругих свойств пружины при перегреве; сравнительно высокую стоимость.
