Частотометр и использование прибора

Для измерения частоты переменного тока применяется стрелочный ферродинамический частотомер, имеющий шкалу, отградуированную от 45 до 55 Гц, и состоящий из двух частей: измерительного прибора и добавочного устройства к последнему.

Основными элементами схемы являются: неподвижный резонансный контур, подвижная рамка, создающая вращающий момент, и подвижная рамка, создающая противодействующий момент («электрическая пружинка»).

Резонансный контур состоит из четырех неподвижных катушек S, надетых на магнитопровод (на схеме не показан); дросселя L1 переменной индуктивности, двух конденсаторов С1 и добавочных сопротивлений R4, R5 и R6. Этот контур настроен на частоту 50 Гц. Ток I в неподвижных катушках при резонансной частоте совпадает по фазе с напряжением сети.

Вращающий момент создается взаимодействием тока I резонансного контура с током I1, протекающим через катушку рамки W1, включенную последовательно с добавочным сопротивлением R2 на зажимы шунта R1. В цепь подвижной рамки W1 включен конденсатор С2, поэтому ток в рамке I1 на 90° опережает напряжение сети. У нас можно частотомер купить недорого.

Вращающий момент прибора пропорционален произведению токов в неподвижной и подвижной катушках на косинус угла между токами. При резонансной частоте угол между токами I и I1 равен 90°, косинус угла равен нулю, следовательно, и вращающий момент прибора также равен нулю.

С изменением частоты резонанс нарушается, угол между токами I и I1 изменяется и появляется вращающий момент. Подвижная часть прибора при этом поворачивается и увлекает скрепленную с ней рамку W2 и стрелку прибора.

Рамка W2 через сопротивление R3 замкнута на дроссель L2. Когда обмотка рамки пересекает переменное магнитное поле, в ее обмотке возникает ток І2. В результате взаимодействия этого тока с магнитным потоком создается момент, противодействующий повороту рамки. При равенстве вращающего и противодействующего моментов наступает равновесие. Каждому значению частоты соответствует вполне определенная точка на шкале прибора.
Добавочное устройство имеет пять зажимов; два для подсоединения к двум фазам сети и три для подсоединения к измерительному прибору.