इलेक्ट्रोडायनैमोमीटर प्रकार का वॉटमीटर
इलेक्ट्रोडाइनैमोमीटर वॉटमीटर की परिभाषा
एक इलेक्ट्रोडाइनैमोमीटर प्रकार का वॉटमीटर विद्युत शक्ति को मापने के लिए चुंबकीय क्षेत्रों और विद्युत धाराओं के बीच के प्रभाव का उपयोग करता है।
कार्य सिद्धांत
अब आइए इलेक्ट्रोडाइनैमोमीटर के निर्माण के विवरणों पर देखें। इसमें निम्नलिखित भाग शामिल हैं।इलेक्ट्रोडाइनैमोमीटर में दो प्रकार के कुंडल उपलब्ध हैं। वे हैं :
चलनशील कुंडल
चलनशील कुंडल स्प्रिंग नियंत्रित उपकरण की मदद से अंकितक को चलाता है। अतितापन से बचने के लिए, चलनशील कुंडल में एक उच्च-मूल्यवाला प्रतिरोधक श्रेणी में जोड़कर सीमित धारा प्रवाहित होती है। वायु-केंद्रित चलनशील कुंडल एक घूर्णन अक्ष पर स्थापित होता है और स्वतंत्र रूप से चल सकता है। इलेक्ट्रोडाइनैमोमीटर प्रकार के वॉटमीटर में, चलनशील कुंडल दबाव कुंडल का कार्य करता है और इसे वोल्टेज पर जोड़ा जाता है, इसलिए इसके माध्यम से प्रवाहित धारा वोल्टेज के समानुपाती होती है।
स्थिर कुंडल
स्थिर कुंडल दो समान भागों में विभाजित होता है और ये लोड के साथ श्रेणी में जुड़े होते हैं, इसलिए लोड धारा इन कुंडलों के माध्यम से प्रवाहित होती है। अब दो स्थिर कुंडलों का उपयोग एक के बजाय करने का कारण बहुत स्पष्ट है, ताकि यह बहुत बड़ी मात्रा में विद्युत धारा को ले जा सके।
ये कुंडल इलेक्ट्रोडाइनैमोमीटर प्रकार के वॉटमीटर के धारा कुंडल कहलाते हैं। पहले ये स्थिर कुंडल लगभग 100 ऐंपियर की धारा को ले जाने के लिए डिज़ाइन किए गए थे, लेकिन अब आधुनिक वॉटमीटर 20 ऐंपियर की धारा को ले जाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं ताकि ऊर्जा की बचत हो सके।
नियंत्रण प्रणाली
दो नियंत्रण प्रणालियों में से,
गुरुत्वाकर्षण नियंत्रण
स्प्रिंग नियंत्रण, केवल स्प्रिंग नियंत्रित प्रणालियाँ इस प्रकार के वॉटमीटर में उपयोग की जाती हैं। गुरुत्वाकर्षण नियंत्रण प्रणाली का उपयोग नहीं किया जा सकता क्योंकि इसमें उल्लेखनीय मात्रा में त्रुटियाँ हो सकती हैं।
डैम्पिंग प्रणाली
हवा की घर्षण डैम्पिंग का उपयोग किया जाता है क्योंकि ईडी करंट डैम्पिंग कमजोर संचालन चुंबकीय क्षेत्र को विकृत कर सकती है, जिससे त्रुटियाँ हो सकती हैं।
इन प्रकार के उपकरणों में एक समान अंकन चार्ट उपयोग किया जाता है, क्योंकि चलनशील कुंडल 40 डिग्री से 50 डिग्री तक दोनों तरफ रैखिक रूप से चलता है।
अब आइए नियंत्रण टोक और विक्षेपण टोक के व्यंजकों को व्युत्पन्न करें। इन व्यंजकों को व्युत्पन्न करने के लिए नीचे दिए गए परिपथ आरेख पर विचार करें:
हम जानते हैं कि इलेक्ट्रोडाइनैमिक प्रकार के उपकरणों में तात्कालिक टोक दोनों कुंडलों के माध्यम से प्रवाहित धाराओं के तात्कालिक मानों और परिपथ से जुड़े फ्लक्स के परिवर्तन की दर के उत्पाद के समानुपाती होता है।
I1 और I2 क्रमशः दबाव और धारा कुंडलों में धारा के तात्कालिक मान हों, तो टोक के लिए व्यंजक निम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है:
जहाँ, x कोण है।
अब दबाव कुंडल पर लगाए गए वोल्टेज का मान
चूंकि दबाव कुंडल का विद्युत प्रतिरोध बहुत उच्च होता है, इसलिए इसकी प्रतिक्रिया की तुलना में इसका प्रतिरोध नगण्य होता है। इस प्रकार, इम्पीडेंस इसके विद्युत प्रतिरोध के बराबर होता है, जिससे यह शुद्ध रूप से प्रतिरोधी हो जाता है।
तात्कालिक धारा के लिए व्यंजक I2 = v / Rp लिखा जा सकता है, जहाँ Rp दबाव कुंडल का प्रतिरोध है।
यदि वोल्टेज और विद्युत धारा के बीच दशा अंतर हो, तो धारा कुंडल के माध्यम से तात्कालिक धारा के लिए व्यंजक निम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है
चूंकि दबाव कुंडल के माध्यम से प्रवाहित धारा धारा कुंडल के माध्यम से प्रवाहित धारा की तुलना में बहुत छोटी होती है, इसलिए धारा कुंडल के माध्यम से प्रवाहित धारा को कुल लोड धारा के बराबर माना जा सकता है।इसलिए टोक का तात्कालिक मान निम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है
विक्षेपण टोक का औसत मान 0 से T तक सीमा में तात्कालिक टोक का समाकलन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, जहाँ T चक्र की अवधि है।
नियंत्रण टोक Tc = Kx द्वारा दिया जाता है, जहाँ K स्प्रिंग नियतांक है और x विक्षेपण का अंतिम स्थिर मान है।
लाभ
अंकन चार्ट एक निश्चित सीमा तक समान होता है।
उन्हें एसी और डीसी राशियों दोनों को मापने के लिए उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि अंकन चार्ट दोनों के लिए कलिब्रेटेड होता है।
त्रुटियाँ
दबाव कुंडल की प्रेरण में त्रुटियाँ।
त्रुटियाँ दबाव कुंडल की क्षमता के कारण हो सकती हैं।
त्रुटियाँ पारस्परिक प्रेरण के प्रभावों के कारण हो सकती हैं।
त्रुटियाँ कनेक्शनों के कारण हो सकती हैं (जैसे, दबाव कुंडल धारा कुंडल के बाद जुड़ा होता है)।
ईडी करंट के कारण त्रुटियाँ।
चलनशील प्रणाली के कंपन के कारण त्रुटियाँ।
तापमान त्रुटियाँ।
अव्यवस्थित चुंबकीय क्षेत्र के कारण त्रुटियाँ।
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