Vatímetro de Bajo Factor de Potencia
Definición de vatímetro de bajo factor de potencia
Un vatímetro de bajo factor de potencia es un instrumento utilizado para medir con precisión valores bajos del factor de potencia.
Por qué fallan los vatímetros estándar
El valor del par de desvío es muy bajo, incluso si excitamos completamente las bobinas de corriente y presión.
Errores debido a la inductancia de la bobina de presión.
Las dos razones anteriores proporcionan resultados muy inexactos, por lo que no deberíamos utilizar vatímetros normales o comunes para medir valores bajos del factor de potencia.
Diseño del vatímetro de bajo factor de potencia
El circuito modificado se muestra a continuación:
Hemos utilizado aquí una bobina especial llamada bobina compensadora, que lleva una corriente igual a la suma de dos corrientes, es decir, la corriente de carga más la corriente de la bobina de presión.
La bobina de presión se coloca de tal manera que el campo producido por la bobina compensadora se opone al campo producido por la bobina de presión, como se muestra en el diagrama de circuito anterior.
Así, el campo neto es debido a la corriente I solamente. Por lo tanto, de esta manera, los errores causados por la bobina de presión pueden neutralizarse.
Necesitamos la bobina compensadora en el circuito para hacer el medidor de bajo factor de potencia. Es la segunda modificación que hemos discutido en detalle arriba.
Ahora, el tercer punto trata sobre la compensación de la inductancia de la bobina de presión, que se puede lograr haciendo modificaciones en el circuito anterior.
Ahora, vamos a derivar una expresión para el factor de corrección de la inductancia de la bobina de presión. Y a partir de este factor de corrección, vamos a derivar una expresión para el error debido a la inductancia de la bobina de presión.
Al considerar la inductancia de la bobina de presión, el voltaje a través de ella no está en fase con el voltaje aplicado.
Por lo tanto, en ese caso, se retrasa por un ángulo
Donde, R es la resistencia eléctrica en serie con la bobina de presión, rp es la resistencia de la bobina de presión, aquí también concluimos que la corriente en la bobina de corriente también se retrasa por algún ángulo con respecto a la corriente en la bobina de presión. Y este ángulo se da por C = A – b. En este momento, la lectura del voltímetro se da por
Donde, Rp es (rp+R) y x es el ángulo. Si ignoramos el efecto de la inductancia de la bobina de presión, es decir, poniendo b = 0, tenemos la expresión para la potencia real como
Al tomar la razón entre las ecuaciones (2) y (1), tenemos una expresión para el factor de corrección como se escribe a continuación:
Y a partir de este factor de corrección, el error se puede calcular como,
Al sustituir el valor del factor de corrección y tomando una aproximación adecuada, tenemos una expresión para el error como VIsin(A)*tan(b).
Ahora sabemos que el error causado por la inductancia de la bobina de presión se da por la expresión e = VIsin(A) tan(b), si el factor de potencia es bajo (es decir, en nuestro caso, el valor de φ es grande, por lo que tenemos un gran error).
Así, para evitar esta situación, hemos conectado la resistencia variable en serie con un condensador, como se muestra en la figura anterior.Este circuito final modificado se conoce como el medidor de bajo factor de potencia.Un moderno medidor de bajo factor de potencia está diseñado de tal manera que proporciona alta precisión al medir factores de potencia incluso menores que 0.1.
