Приборы индукционной системы получили широкое распространение для измерения электрической энергии. Принципиальная схема прибора приведена на рисунке.
Индукционная система
Принцип действия индукционной системы основан на взаимодействии магнитных потоков, создаваемых катушками тока и напряжения с вихревыми токами, наводимыми магнитным полем в алюминиевом диске.
Прибор индукционной системы
Электрический счетчик содержит магнитопровод — 1 сложной конфигурации, на котором размещены две катушки; напряжения — 2 и тока — 3. Между полюсами электромагнита помещен алюминиевый диск — 4 с осью вращения — 5.
Вращающий момент, действующий на диск, определяется выражением:
Mвр = ki ΦU ΦI sinψ
где ФU — часть магнитного потока, созданного обмоткой напряжения и проходящего через диск счетчика; ФI — магнитный поток, созданный обмоткой тока; ψ — угол сдвига между ФU и ФI. Магнитный поток ФU пропорционален напряжению ФU = k2 U. Магнитный поток ФI пропорционален току ФI = k3 I.
Для того чтобы счетчик реагировал на активную энергию, необходимо выполнить условие:
sinψ = cosφ
В этом случае вращающий момент пропорционален активной мощности нагрузки:
Mвр = k1 k2 k3 U I cosφ = k4 P
Противодействующий момент создается тормозным магнитом — 6 и пропорционален скорости вращения диска:
В установившемся режиме Mвр = Mпр диск вращается с постоянной скоростью. Приравниваем два последних уравнения и решаем полученное уравнение относительно угла поворота диска:
Таким образом, угол поворота диска счетчика пропорционален активной энергии. Следовательно, число оборотов диска n тоже пропорционально активной энергии.