سازه ها

این ابزار یکی از ابتدایی ترین انواع ابزار اندازه گیری و رله است. آهن آلات متحرک عمدتاً دو نوع هستند. ابزار نوع جاذبه و نوع دافعه.

هرگاه یک تکه آهن به آهنربا نزدیک‌تر شود، توسط آهنربا جذب می‌شود. نیروی این جاذبه به شدت میدان مغناطیسی گفته شده بستگی دارد. اگر آهنربا آهنربای الکتریکی باشد، قدرت میدان مغناطیسی را می توان به راحتی با افزایش یا کاهش جریان از طریق سیم پیچ آن افزایش یا کاهش داد.

بر این اساس نیروی جاذبه وارد بر قطعه آهن نیز افزایش و کاهش می یابد. بسته به این پدیده ساده، ابزار آهنی متحرک از نوع جاذبه ساخته شد.

 

هرگاه دو تکه آهن در کنار هم قرار گیرند و آهنربا به آنها نزدیک شود، قطعات آهن یکدیگر را دفع می کنند. این نیروی دافعه ناشی از همان قطب های مغناطیسی است که در همان طرف قطعات آهن به دلیل میدان مغناطیسی خارجی ایجاد می شود.

اگر قدرت میدان آهنربا افزایش یابد، این نیروی دافعه افزایش می یابد. مانند حالتی که آهنربا مغناطیسی باشد، قدرت میدان مغناطیسی را می توان به راحتی با کنترل جریان ورودی به آهنربا کنترل کرد. بنابراین اگر جریان افزایش یابد، نیروی دافعه بین قطعات آهن افزایش یافته و جریان کاهش یابد، نیروی دافعه بین آنها کاهش می یابد. بسته به این پدیده، ابزار آهنی متحرک از نوع دافعه ساخته شد.

 

ساخت  آهن آلات متحرک

جذب-آهن-ساز

 

ساختار اصلی آهن آلات متحرک نوع جاذبه در زیر نشان داده شده است

یک دیسک نازک از آهن نرم به طور غیرعادی در مقابل یک سیم پیچ می چرخد. این آهن تمایل دارد به سمت داخل حرکت کند که از میدان مغناطیسی ضعیف تر به میدان مغناطیسی قوی تر در هنگام عبور جریان از سیم پیچ است. در ابزارهای متحرک جاذبه قبلاً از کنترل گرانشی استفاده می شد، اما اکنون روش کنترل گرانشی با کنترل فنر در ابزار نسبتاً مدرن جایگزین شده است. با تنظیم وزن تعادل، انحراف صفر نشانگر به دست می آید. نیروی میرایی مورد نیاز در این ابزار توسط اصطکاک هوا تامین می شود. شکل یک نوع معمولی از سیستم میرایی ارائه شده در ابزار را نشان می دهد، که در آن میرایی توسط یک پیستون متحرک در یک سرنگ هوا به دست می آید.

 

تئوری نوع جاذبه ابزار آهن متحرک

فرض کنید وقتی هیچ جریانی از سیم پیچ وجود ندارد، نشانگر روی صفر است، زاویه ایجاد شده توسط محور دیسک آهن با خط عمود بر میدان φ است. اکنون به دلیل جریان I و شدت میدان مغناطیسی مربوطه، قطعه آهن به زاویه θ منحرف می شود. اکنون جزء H در جهت محور دیسک آهنی معیوب Hcos{90 – (θ + φ) یا Hsin (θ + φ) است. اکنون نیروی F که بر روی دیسک به سمت داخل سیم پیچ وارد می شود، با H2sin (θ + φ) متناسب است، بنابراین نیرو نیز برای نفوذپذیری ثابت با I2sin (θ + φ) متناسب است. اگر این نیرو در فاصله l از محور بر روی دیسک اثر کند، گشتاور انحراف،

کار ابزار آهنی متحرک

 

از آنجایی که l ثابت است.

 

جایی که k ثابت است.

اکنون، از آنجایی که ابزار با گرانش کنترل می شود، گشتاور کنترلی نیز خواهد بود

 

جایی که k’ ثابت است.