感應(yīng)式單相電能表是利用電磁感應(yīng)原理工作的,其鐵芯的結(jié)構(gòu)如圖1(a)所|示,電流和磁通如圖1(b)所示。
圖1 單相電能表工作原理
1,5一電壓元件鐵芯;2一回磁板;3,6一鋁盤;4,7一電流元件鐵芯
當(dāng)交流電通過感應(yīng)式單相電能表的電壓線圈時(shí),在電壓元件鐵芯中產(chǎn)生一個(gè)交變磁通Φu,這一磁通經(jīng)過伸入鋁盤下部的回磁板穿過鋁盤構(gòu)成磁回路,并在鋁盤上產(chǎn)生渦流iu。交流電流通過電流線圈時(shí),會(huì)在電流元件鐵芯中產(chǎn)生一個(gè)交變磁通@,這一磁通通過鐵芯柱的一端穿出鋁盤,又經(jīng)過鐵芯柱的另一端穿人鋁盤,從而構(gòu)成閉合的磁路。電壓線圈和電流線圈產(chǎn)生的是兩個(gè)交變磁通,這兩個(gè)交變磁通及其產(chǎn)生的渦流相互作用,產(chǎn)生電磁力矩。這個(gè)電磁力矩(即轉(zhuǎn)動(dòng)力矩)推動(dòng)鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)這兩個(gè)磁通產(chǎn)生的渦流也與制動(dòng)永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生制動(dòng)力矩,制動(dòng)力矩的大小是隨鋁盤轉(zhuǎn)速的增大而增大的,與鋁盤轉(zhuǎn)速成正比。只有制動(dòng)力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩平衡時(shí),鋁盤才能勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
電能表的鋁盤向什么方向轉(zhuǎn)動(dòng),電能表中的磁通和渦流又是如何作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的呢?通過圖1可以得到答案。圖中,Φu為電壓線圈產(chǎn)生的穿過鋁盤的磁通,它與電壓線圈的電壓仍成正比,方向由紙面指向讀者,根據(jù)右手螺旋法則可以判斷出‰產(chǎn)生的渦流iu的方向。Φi1和Φi2為電流線圈產(chǎn)生的磁通,其大小與電流線圈中的i成正比,方向如圖1所示。同樣,可以判斷出Φi1和Φi2產(chǎn)生的渦流i1和i2方向,如圖2中所示。