Vatímetro de tipo electrodinamómetro

Antes de estudiar la construcción interna del vatímetro del tipo electrodinamómetro, es esencial conocer el principio de funcionamiento del vatímetro del tipo electrodinamómetro. El vatímetro del tipo electrodinamómetro funciona sobre un principio muy simple y este principio se puede enunciar como cuando cualquier conductor que lleva corriente se coloca dentro de un campo magnético, experimenta una fuerza mecánica y debido a esta fuerza mecánica se produce la desviación del conductor.

Construcción y principio de funcionamiento del vatímetro del tipo electrodinamómetro

Ahora veamos los detalles constructivos del electrodinamómetro. Consiste en las siguientes partes.
Existen dos tipos de bobinas presentes en el electrodinamómetro. Son:
Bobina móvil
La bobina móvil mueve el puntero con la ayuda de un instrumento de control por resorte. Fluye una corriente limitada a través de la bobina móvil para evitar el calentamiento. Por lo tanto, para limitar la corriente, hemos conectado un resistor de alto valor en serie con la bobina móvil. La bobina móvil está sin núcleo y está montada en un eje articulado y puede moverse libremente. En el vatímetro del tipo electrodinamómetro, la bobina móvil funciona como bobina de presión. Por lo tanto, la bobina móvil está conectada a través de la tensión y, por lo tanto, la corriente que fluye a través de esta bobina es siempre proporcional a la tensión.

Bobina fija
La bobina fija se divide en dos partes iguales y estas están conectadas en serie con la carga, por lo tanto, la corriente de carga fluirá a través de estas bobinas. Ahora, la razón de usar dos bobinas fijas en lugar de una es muy obvia, para que pueda construirse para llevar una cantidad considerable de corriente eléctrica. Estas bobinas se llaman las bobinas de corriente del vatímetro del tipo electrodinamómetro. Anteriormente, estas bobinas fijas se diseñaban para llevar una corriente de aproximadamente 100 amperios, pero ahora los vatímetros modernos se diseñan para llevar una corriente de aproximadamente 20 amperios para ahorrar energía.

Sistema de control
De los dos sistemas de control, es decir,

1. Control por gravedad

2. Control por resorte, solo se utilizan sistemas de control por resorte en estos tipos de vatímetros. No se puede emplear el sistema de control por gravedad porque habrá un error apreciable.

Sistema de amortiguación
Se utiliza la amortiguación por fricción del aire, ya que la amortiguación por corrientes de Foucault distorsionará el débil campo magnético operativo y, por lo tanto, puede llevar a errores.
Escala
Hay una escala uniforme que se utiliza en estos tipos de instrumentos, ya que la bobina móvil se mueve linealmente en un rango de 40 a 50 grados a ambos lados.
Ahora derivemos las expresiones para el par de control y los pares de desviación. Para derivar estas expresiones, consideremos el diagrama de circuito dado a continuación:

Sabemos que el par instantáneo en instrumentos electrodinámicos es directamente proporcional al producto de los valores instantáneos de las corrientes que fluyen a través de ambas bobinas y la tasa de cambio del flujo enlazado con el circuito.
Sean I1 e I2 los valores instantáneos de las corrientes en las bobinas de presión y corriente, respectivamente. Entonces, la expresión para el par se puede escribir como:

Donde, x es el ángulo.
Ahora, sea el valor aplicado de tensión a través de la bobina de presión

Suponiendo que la resistencia eléctrica de la bobina de presión sea muy alta, por lo tanto, podemos descuidar la reactancia con respecto a su resistencia. En esto, la impedancia es igual a su resistencia eléctrica, por lo tanto, es puramente resistiva.
La expresión para la corriente instantánea se puede escribir como I2 = v / Rp donde Rp es la resistencia de la bobina de presión.

Si hay una diferencia de fase entre la tensión y la corriente eléctrica, entonces la expresión para la corriente instantánea a través de la bobina de corriente se puede escribir como

Como la corriente a través de la bobina de presión es muy pequeña en comparación con la corriente a través de la bobina de corriente, la corriente a través de la bobina de corriente se puede considerar igual a la corriente total de carga.
Por lo tanto, el valor instantáneo del par se puede escribir como

El valor promedio del par de desviación se puede obtener integrando el par instantáneo desde el límite 0 hasta T, donde T es el período de tiempo del ciclo.

El par de control se da por Tc = Kx donde K es la constante del resorte y x es el valor final estable de la desviación.

Ventajas del vatímetro del tipo electrodinamómetro

A continuación, se enumeran las ventajas del vatímetro del tipo electrodinamómetro y se escriben como sigue:

1. La escala es uniforme hasta cierto límite.

2. Se pueden utilizar tanto para medir cantidades CA como CC, ya que la escala está calibrada para ambas.

Errores en el vatímetro del tipo electrodinamómetro

A continuación, se enumeran los errores en los vatímetros del tipo electrodinamómetro:

1. Errores en la inductancia de la bobina de presión.

2. Errores pueden ser debido a la capacitancia de la bobina de presión.

3. Errores pueden ser debidos a los efectos de la inductancia mutua.

4. Errores pueden ser debidos a las conexiones (es decir, la bobina de presión está conectada después de la bobina de corriente).

5. Errores debido a las corrientes de Foucault.

6. Errores causados por la vibración del sistema móvil.

7. Errores de temperatura.

8. Errores debido a campos magnéticos extraños.

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