Strumento elettrodinamico: principio di funzionamento spiegato
Strumento elettrodinamico: principio di funzionamento spiegato
Uno strumento elettrodinamico misura corrente, tensione o potenza rilevando la forza meccanica tra due bobine percorrenti corrente.
Costruzione
- Bobina/e fissa/e: Collegata/e in serie con il circuito (porta corrente di carico).
- Bobina mobile: Montata su un perno con un puntatore; collegata tramite molle (fornisce coppia di richiamo) e spesso un resistore di serie elevato (per misurazione tensione).
- A nucleo d'aria: Nessun nucleo di ferro → niente isteresi, utilizzabile per AC e DC.
Principio di funzionamento
- Corrente attraverso la bobina fissa crea campo magnetico B₁.
- Corrente attraverso la bobina mobile crea campo B₂.
- L'interazione produce coppia T ∝ I₁ × I₂ (prodotto delle correnti delle bobine).
- La bobina mobile ruota contro la coppia della molla finché T = kθ.
- Deflessione θ ∝ I₁I₂.
Modalità di misurazione
- Amperometro: Bobine fissa e mobile in serie → θ ∝ I² (scala quadratica).
- Voltmetro: Bobina mobile + resistore di serie elevato; bobina fissa attraverso il carico → θ ∝ V².
- Wattmetro: Bobina fissa in serie con carico (I), bobina mobile attraverso carico (V) → θ ∝ VI cos φ = Potenza attiva.
Vantaggi
- Accurato sia per AC che DC (nessuna isteresi).
- Ampia gamma di frequenze (fino a kHz).
- Risposta intrinseca quadratica adatta alla misurazione di potenza.
Limiti
- Coppia bassa → fragile, non adatto per alte vibrazioni.
- Scala non lineare (affollata all'estremità bassa).
- Più costoso rispetto agli strumenti a ferro mobile o PMMC.
Ampiamente usato come standard di laboratorio e nella misurazione di precisione della potenza AC.