Voltmetre de tip electrodinamòmetre
Abans d'estudiar la construcció interna del vatímetre de tipus electrodinamòmetre, és essencial conèixer el principi de funcionament d'aquest. El vatímetre de tipus electrodinamòmetre funciona segons un principi molt simple que es pot enunciar així: quan qualsevol corrent portat per un conductor es col·loca dins d'un camp magnètic, experimenta una força mecànica i, degut a aquesta força mecànica, es produeix una desviació del conductor.
Construcció i principi de funcionament del vatímetre de tipus electrodinamòmetre
Ara anem a veure els detalls constructius de l'electrodinamòmetre. Aquest consta de les següents parts.
Hi ha dos tipus de bobines presents a l'electrodinamòmetre. Són:
Bobina mòbil
La bobina mòbil mou el punter amb l'ajuda d'un instrument de control de molla. Es limita la corrent que passa per la bobina mòbil per evitar l'escalfament. Per tant, per limitar la corrent, hem connectat un resistor de gran valor en sèrie amb la bobina mòbil. La bobina mòbil té nucli d'aire i està muntada sobre un eix articulat i pot moure's lliurement. En el vatímetre de tipus electrodinamòmetre, la bobina mòbil funciona com a bobina de pressió. Per tant, la bobina mòbil està connectada a través de la tensió i, per tant, la corrent que passa per aquesta bobina és sempre proporcional a la tensió.
Bobina fixa
La bobina fixa està dividida en dues parts iguals i aquestes estan connectades en sèrie amb la càrrega, per tant, la corrent de la càrrega passarà a través d'aquestes bobines. Ara, la raó d'utilitzar dues bobines fixes en lloc d'una és molt obvia, perquè es pot construir per portar una quantitat considerable de corrent elèctrica. Aquestes bobines es coneixen com a bobines de corrent del vatímetre de tipus electrodinamòmetre. Antigament, aquestes bobines fixes es dissenyaven per portar una corrent d'aproximadament 100 amperes, però ara els vatímetres moderns es dissenyen per portar una corrent d'aproximadament 20 amperes per a estalviar energia.
Sistema de control
Dels dos sistemes de control, és a dir,
Control de gravetat
Control de molla, només s'utilitzen sistemes de control de molla en aquests tipus de vatímetres. El sistema de control de gravetat no es pot utilitzar perquè hi hauria errors apreciables.
Sistema d'amortització
S'utilitza l'amortització per fricció d'aire, ja que l'amortització per corrents d'eddy distorsionaria el camp magnètic d'operació feble i, per tant, podria conduir a errors.
Escala
Hi ha una escala uniforme que s'utilitza en aquests tipus d'instruments, ja que la bobina mòbil es mou linealment en un rang de 40 graus a 50 graus en cada costat.
Ara derivem les expressions per al moment de control i els moments de desviació. Per derivar aquestes expressions, considerem el diagrama de circuit donat a continuació:
Sabem que el moment instantani en instruments electrodinàmics és directament proporcional al producte dels valors instants de les corrents que passen a través de les dues bobines i la velocitat de canvi del flux enllaçat amb el circuit.
Siguin I1 i I2 els valors instants de les corrents en les bobines de pressió i corrent respectivament. Així, l'expressió del moment es pot escriure com:
On, x és l'angle.
Ara, sigui el valor aplicat de tensió a través de la bobina de pressió
Assumint que la resistència elèctrica de la bobina de pressió sigui molt alta, podem negligir la reactància respecte a la seva resistència. En aquest cas, la impedància és igual a la resistència elèctrica, per tant, és purament resistiva.
L'expressió de la corrent instantània es pot escriure com I2 = v / Rp on Rp és la resistència de la bobina de pressió.
Si hi ha una diferència de fase entre la tensió i la corrent elèctrica, l'expressió de la corrent instantània a través de la bobina de corrent es pot escriure com
Com que la corrent a través de la bobina de pressió és molt petita comparada amb la corrent a través de la bobina de corrent, la corrent a través de la bobina de corrent es pot considerar igual a la corrent total de la càrrega.
Així, el valor instantani del moment es pot escriure com
El valor mitjà del moment de desviació es pot obtenir integrant el moment instantani des del límit 0 a T, on T és el període de cicle.
El moment de control es dóna per Tc = Kx on K és la constant de molla i x és el valor final d'estat estacionari de la desviació.
Avantatges del vatímetre de tipus electrodinamòmetre
Els avantatges del vatímetre de tipus electrodinamòmetre són els següents:
L'escala és uniforme fins a un cert límit.
Es poden utilitzar tant per mesurar magnituds CA com CC, ja que l'escala està calibrada per ambdós.
Errors en el vatímetre de tipus electrodinamòmetre
Els errors en els vatímetres de tipus electrodinamòmetre són els següents:
Errors en la inductància de la bobina de pressió.
Errors podrien ser deguts a la capacitància de la bobina de pressió.
Errors podrien ser deguts als efectes de la inductància mútua.
Errors podrien ser deguts a les connexions (és a dir, la bobina de pressió està connectada després de la bobina de corrent).
Error degut a les corrents d'eddy.
Errors causats per la vibració del sistema mòbil.
Error de temperatura.
Errors deguts al camp magnètic estrany.
Declaració: Respecteu l'original, els bons articles mereixen ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar.
