Instrumento de hierro en movimiento

Este instrumento es una de las formas más primitivas conocidas de medición y relé. Los instrumentos de tipo de hierro en movimiento son principalmente de dos tipos:

  •  Atracción
  • Repulsión

Cada vez que una pieza de hierro se coloca más cerca de un imán, será atraída por el imán. La fuerza de esta atracción depende de la fuerza de dicho campo magnético. Si el imán es un electroimán, entonces la intensidad del campo magnético se puede aumentar o disminuir fácilmente aumentando o disminuyendo la corriente a través de su bobina.

En consecuencia, la fuerza de atracción que actúa sobre la pieza de hierro también aumentaría y disminuiría. Dependiendo de este simple fenómeno se desarrolló el tipo de atracción móvil de hierro.

Cada vez que dos piezas de hierro se mantienen una al lado de la otra y se acerca un imán, las piezas de hierro se repelen entre sí. Esta fuerza de repulsión se debe a los mismos polos magnéticos inducidos en los mismos lados que las piezas de hierro debido al campo magnético externo.

Esta fuerza de repulsión aumenta si aumenta la intensidad de campo del imán. Como en el caso de que el imán sea un electroimán, entonces la intensidad del campo magnético se puede controlar fácilmente controlando la corriente de entrada al imán. Por lo tanto, si la corriente aumenta, la fuerza de repulsión entre las piezas de hierro aumenta y si la corriente disminuye, la fuerza de repulsión entre ellas disminuye. Dependiendo de este fenómeno se construyó un instrumento de hierro en movimiento de repulsión.

Construcción de un instrumento de hierro en movimiento

Un disco delgado de hierro blando se gira excéntricamente delante de una bobina. Este hierro tiende a moverse hacia adentro, es decir, desde un campo magnético más débil a un campo magnético más fuerte cuando la corriente fluye a través de la bobina. En la atracción, el control de la gravedad del instrumento en movimiento se usó anteriormente, pero ahora el método de control de la gravedad se reemplaza por el control del resorte en un instrumento relativamente moderno. Al ajustar el peso de equilibrio se logra la desviación nula del puntero. La fuerza de amortiguación requerida se proporciona en este instrumento por la fricción del aire. La figura muestra un tipo típico de sistema de amortiguación provisto en el instrumento, donde la amortiguación se logra mediante un pistón en movimiento en una jeringa de aire.

Teoría del tipo de atracción Instrumento de hierro móvil

Supongamos que cuando no hay corriente a través de la bobina, el puntero está en cero, el ángulo formado por el eje del disco de hierro con la línea perpendicular al campo es. Ahora debido a la corriente I y la intensidad del campo magnético correspondiente, la pieza de hierro se desvía a un ángulo θ. Ahora, el componente de H en la dirección del eje del disco de hierro defectuoso es Hcos {90 – (θ + φ) o Hsin (θ + φ). Ahora, la fuerza F que actúa sobre el disco hacia el interior de la bobina es proporcional a H2sin (θ + φ), por lo que la fuerza también es proporcional a I2sin (θ + φ) para una permeabilidad constante. Si esta fuerza actúa sobre el disco a una distancia l del pivote, entonces el par de desviación,

 

Como l es constante.

Donde, k es constante.

Ahora, como el instrumento está controlado por gravedad, el par de control será

Donde, k ‘es constante.

En condición de estado estacionario,

 

Donde, K es constante.