وادمتری نوع الکترودینامومتر
قبل از مطالعه ساختار داخلی واتمتر نوع الکترو دینامومتر، ضروری است که اصول کاری آن را بشناسیم. واتمتر نوع دینامومتر بر اساس اصل بسیار سادهای کار میکند و این اصل به این صورت بیان میشود که هرگاه هر جریان رسانا درون یک میدان مغناطیسی قرار گیرد، نیروی مکانیکی تجربه میکند و به علت این نیروی مکانیکی انحراف رسانا اتفاق میافتد.
ساختار و اصول کاری واتمتر نوع الکترو دینامومتر
حال بیایید به جزئیات ساختاری الکترو دینامومتر نگاهی بیندازیم. این دستگاه شامل بخشهای زیر است.
در الکترو دینامومتر دو نوع لوله وجود دارد. آنها عبارتند از:
لوله متحرک
لوله متحرک با کمک سیستم کنترل فنری نشانگر را حرکت میدهد. مقدار محدودی از جریان از طریق لوله متحرک میگذرد تا گرم شدن را جلوگیری کند. بنابراین برای محدود کردن جریان، مقاومت با ارزش بالا را به صورت سری با لوله متحرک متصل میکنیم. لوله متحرک بدون هسته است و روی یک محور چرخان قرار گرفته و میتواند آزادانه حرکت کند. در واتمتر نوع الکترو دینامومتر، لوله متحرک به عنوان لوله فشار عمل میکند. بنابراین لوله متحرک به صورت موازی با ولتاژ متصل میشود و بنابراین جریان عبوری از این لوله همیشه متناسب با ولتاژ است.
لوله ثابت
لوله ثابت به دو بخش مساوی تقسیم شده و این بخشها به صورت سری با بار متصل میشوند، بنابراین جریان بار از طریق این لولهها میگذرد. حال دلیل واضح استفاده از دو لوله ثابت به جای یکی این است که بتواند مقدار قابل توجهی از جریان الکتریکی را تحمل کند. این لولهها به عنوان لولههای جریان واتمتر نوع الکترو دینامومتر شناخته میشوند. پیش از این این لولههای ثابت طراحی شده بودند تا جریان حدود ۱۰۰ آمپر را تحمل کنند، اما حالا واتمترهای مدرن طراحی شدهاند تا جریان حدود ۲۰ آمپر را تحمل کنند تا انرژی صرفهجویی شود.
سیستم کنترل
از بین دو سیستم کنترلی یعنی:
کنترل گرانشی
کنترل فنری، فقط سیستمهای کنترل فنری در این نوع واتمترها استفاده میشوند. سیستم کنترل گرانشی نمیتواند استفاده شود زیرا خطاهای قابل توجهی خواهد داشت.
سیستم میرا
از میرایی اصطکاک هوا استفاده میشود، زیرا جریان دوگانه میدان مغناطیسی عملیاتی ضعیف را تحریک میکند و این میتواند منجر به خطایی شود.
مقیاس
مقیاس یکنواختی است که در این نوع دستگاهها استفاده میشود، چرا که لوله متحرک به صورت خطی در محدوده ۴۰ درجه تا ۵۰ درجه در هر طرف حرکت میکند.
حال بیایید عباراتی برای گشتاور کنترلی و گشتاور انحرافی بدست آوریم. برای بدست آوردن این عبارات، بیایید به نمودار مدار زیر نگاهی بیندازیم:
میدانیم که گشتاور لحظهای در دستگاههای الکترو دینامیکی مستقیماً متناسب با حاصل ضرب مقادیر لحظهای جریانهای عبوری از هر دو لوله و نرخ تغییر فلوکس مرتبط با مدار است.
فرض کنید I1 و I2 مقادیر لحظهای جریانهای عبوری از لولههای فشار و جریان باشند. بنابراین عبارت گشتاور را میتوان به صورت زیر نوشت:
که در آن x زاویه است.
حال فرض کنید مقدار ولتاژ اعمال شده به لوله فشار
با فرض مقاومت الکتریکی بالا برای لوله فشار، میتوانیم واکنش را نسبت به مقاومت نادیده بگیریم. در اینجا امپدانس برابر با مقاومت الکتریکی است بنابراین کاملاً مقاومتی است.
عبارت جریان لحظهای را میتوان به صورت I2 = v / Rp نوشت که در آن Rp مقاومت لوله فشار است.
اگر اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان الکتریکی وجود داشته باشد، عبارت جریان لحظهای عبوری از لوله جریان را میتوان به صورت زیر نوشت
چون جریان عبوری از لوله فشار بسیار کمتر از جریان عبوری از لوله جریان است، جریان عبوری از لوله جریان را میتوان با جریان کل بار یکسان در نظر گرفت.
بنابراین مقدار لحظهای گشتاور را میتوان به صورت زیر نوشت
مقدار میانگین گشتاور انحرافی را میتوان با انتگرالگیری از گشتاور لحظهای از محدوده ۰ تا T، که T دوره چرخه است، بدست آورد.
گشتاور کنترلی توسط Tc = Kx داده میشود که در آن K ثابت فنری و x مقدار پایدار نهایی انحراف است.
مزایای واتمتر نوع الکترو دینامومتر
مزایای زیر برای واتمتر نوع الکترو دینامومتر وجود دارد:
مقیاس تا حدی یکنواخت است.
آنها میتوانند برای اندازهگیری کمیتهای AC و DC استفاده شوند چرا که مقیاس برای هر دو کالیبره شده است.
خطاهای واتمتر نوع الکترو دینامومتر
خطاهای زیر در واتمترهای نوع الکترو دینامومتر وجود دارد:
خطاهای در القای لوله فشار.
خطاهای ناشی از ظرفیت لوله فشار.
خطاهای ناشی از القای متقابل.
خطاهای ناشی از اتصالات (به عنوان مثال، لوله فشار بعد از لوله جریان متصل میشود).
خطا ناشی از جریانهای دوگانه.
خطاهای ناشی از ارتعاش سیستم متحرک.
خطای دما.
خطاهای ناشی از میدان مغناطیسی تصادفی.
بیانیه: احترام به اصلی، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاری دارند، اگر نقض حق تکثیر وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.
