их наконечників в більшій частині повітряного зазору між циліндром і наконечником створюється радіально спрямоване однорідне магнітне поле, в якому може повертатися рухлива рамка 3. Рамку приладу (обмотку) найчастіше виконують з ізольованого проводу на легкому алюмінієвому каркасі, укріпленому на двох півосях. Вимірюваний струм проходить в рамку через струмоведучі спіральні пружини 5, службовці одночасно і для створення протидіє-момента.Прі протіканні струму по рамці на її сторони, що перебувають у повітряному зазорі, діє пара сил (струми у тих сторонах рамки мають протилежну напрямок), створює обертовий момент і повертає цю рамку в ту чи іншу сторону навколо осі. Напрямок сили F, що діє на одну сторону рамки, може бути визначено за правилом лівої руки, а значення - по законом Ампера:
,
де В - магнітна індукція в зазорі, - довжина активної сторони рамки, I - Сила струму в рамці, - число витків рамки, - кут між площиною рамки і вектором індукції в повітряному зазорі. Завдяки того що магнітне поле в робочому зазорі радіальне (), то момент цієї пари сил (Крутний момент) дорівнює де d - ширина рамки, що є плечем пари. Так як величини У, для даного приладу постійні, то їх твір дає також постійну величину, яку позначимо через:
.
Тоді . br/>
Під дією цього обертального моменту рамка повертається, закручуючи (або розкручуючи) спіральні пружини, що створюють протидіє момент
,
де - Постійна, що характеризує жорсткість пружин, О± - кут повороту осі зі стрілкою. Очевидно, що рамка буде повертатися до тих пір, поки протидіє момент, збільшуючись з кутом повороту, що не виявиться рівним обертаючому, тобто
, звідки
,
де - Постійна даного приладу по току. Таким чином, кут повороту стрілки магнітоелектричного приладу пропорційний струму в рамці і шкала такого приладу рівномірна. Механізм магнітоелектричного приладу може бути використаний для влаштування гальванометра, амперметра і вольтметра. Струм, проходячи по обмотці рамки, створює напругу, рівну прикладеному, тоді
,
де - постійна приладу по напрузі. З останнього співвідношення випливає, що магнітоелектричний механізм можна використовувати для виготовлення вольтметра. У цьому випадку опір рамки має бути достатньо великим з тим, щоб прилад можна було включати паралельно навантажень. Однак для цього довелося б рамку робити з більшого числа витків тонкого дроту (а для амперметра - з невеликого числа витків товстого дроту). Як у тому, так і в іншому випадку рамка вийшла б важкою, а прилад - грубим. На практиці рамки амперметрів і вольтметрів не мають принципового розходження. У першому випадку рамку шунтируют, а в другому - послідовно з нею включають додатковий гасить опір.
Принцип градуювання магнітоелектричного приладу в якості вольтметра заснований на прямій пропорційній залежності між струмом у рамці і прикладеним до неї вимірюваним напругою.
Для змінних струмів ці прилади без додаткових пристроїв - випрямлячів - непридатні, оскільки напрямок відхилення стрілки приладу залежить від напрямку струму в рамці. Отже, в ланцюзі змінного струму рухома частина приладу нічого не покаже. Тому, якщо нульовий розподіл шкали знаходиться не в її середині, а на лівому краю, те близько затискачів приладу ставляться знаки "+" і "-", до яких слід підключати дроти відповідної полярності. При неправильному включенні такого приладу стрілка впирається в обмежувач, прагнучи піти в протилежну сторону за нульове поділ шкали. Спеціальних заспокоювачів в магнітоелектричних приладах не роблять. Їх роль виконує алюмінієвий замкнутий каркас, на який навивається рамка. При коливаннях каркаса в ньому індукуються струми, що перешкоджають цим коливанням, і рухома система приладу швидко заспокоюється. Зміни температури навколишнього середовища можуть впливати на зміни опору приладу, щільності магнітного потоку в повітряному зазорі і пружних властивостей пружин, що створюють протидіючий момент. Однак два останні обставини приблизно компенсують один одного. Наприклад, підвищення температури викликає ослаблення магнітного потоку в повітряному зазорі, тобто обертальний момент зменшується, при цьому зменшення пружності пружин приблизно на стільки ж зменшує протидіє момент. Зміна опору приладу через зміни температури навколишнього середовища значно позначається на показаннях амперметрів з шунтами, але майже не позначається на показаннях вольтметрів. У вольтметра опір рамки значно менше додаткового опору, а останнє виготовляють з манганінового дроту, що має незначний температурний коефіцієнт. Тому опір всього приладу майже не змінюється. Для усунення температурної похибки в деяких приладах застосовують спеціальні схеми так званої температурної компенсації.
До достоїнств магнітоелектричних приладів відносяться: рівномірна шкала; велика точність при малій чутливості; висока чутливість при малої точності (гальванометр);...
