Voltímetro do tipo electrodinamómetro

Antes de estudarmos a construción interna dun voltímetro do tipo electrodinamómetro, é esencial coñecer o principio de funcionamento do voltímetro do tipo electrodinamómetro. O voltímetro do tipo electrodinamómetro funciona segundo un principio moi simple que pode expresarse como cando calquera corrente portadora conductor está situada dentro dun campo magnético, experimenta unha forza mecánica e debido a esta forza mecánica produce un desvío do conductor.

Construción e Principio de Funcionamento do Voltímetro do Tipo Electrodinamómetro

Agora veamos os detalles de construción do electrodinamómetro. Consiste nas seguintes partes.
Hai dous tipos de bobinas presentes no electrodinamómetro. Son :
Bobina móbil
A bobina móbil move o puntero coa axuda dun instrumento de control por molas. A corrente que fluye pola bobina móbil é limitada para evitar o aquecemento. Polo tanto, para limitar a corrente, conectoumos un resistor de gran valor en serie coa bobina móbil. A bobina móbil está aireada e montada nun eixo pivotante e pode moverse libremente. No voltímetro do tipo electrodinamómetro, a bobina móbil funciona como bobina de presión. Polo tanto, a bobina móbil está conectada a través da tensión e, así, a corrente que fluye por esta bobina é sempre proporcional á tensión.

Bobina fija
A bobina fija está dividida en dúas partes iguais e estas están conectadas en serie coa carga, polo que a corrente de carga fluirá por estas bobinas. Agora a razón é moi obvia de usar dúas bobinas fijas en lugar dunha, para que se poida construír para levar unha cantidade considerable de corrente eléctrica. Estas bobinas chámase as bobinas de corrente do voltímetro do tipo electrodinamómetro. Anteriormente, estas bobinas fijas estaban deseñadas para levar unha corrente de aproximadamente 100 amperios, pero agora os voltímetros modernos están deseñados para levar unha corrente de aproximadamente 20 amperios para ahorrar enerxía.

Sistema de Control
Dos dous sistemas de control, ou sexa,

1. Control por gravidade

2. Control por molas, só se usan sistemas de control por molas nestes tipos de voltímetros. O sistema de control por gravidade non pode empregarse porque haxa unha cantidade apreciable de erros.

Sistema de Amortiguación
Emprega-se a amortiguación por fricción do aire, xa que a corrente de Foucault distorcería o débil campo magnético operativo e, así, podería levar a erros.
Escala
Hai unha escala uniforme que se usa nestes tipos de instrumentos xa que a bobina móbil se move linearmente nun rango de 40 graos a 50 graos a cada lado.
Agora derivemos as expresións para o par de control e os pares de desvío. Para derivar estas expresións, consideremos o diagrama de circuito dado a continuación:

Sabemos que o par instantáneo nos instrumentos electrodinámicos é directamente proporcional ao produto dos valores instantáneos das correntes que fluen por ambas as bobinas e a taxa de cambio do fluxo ligado ao circuito.
Sexan I1 e I2 os valores instantáneos das correntes nas bobinas de presión e corrente, respectivamente. Así, a expresión para o par pode escribirse como:

Onde, x é o ángulo.
Agora, que o valor aplicado de tensión a través da bobina de presión sexa

Asumindo que a resistencia eléctrica da bobina de presión sexa moi alta, podemos ignorar a reactancia respecto á súa resistencia. Neste caso, a impedancia é igual á súa resistencia eléctrica, polo tanto, é puramente resistiva.
A expresión para a corrente instantánea pode escribirse como I2 = v / Rp onde Rp é a resistencia da bobina de presión.

Se hai unha diferenza de fase entre a tensión e a corrente eléctrica, a expresión para a corrente instantánea a través da bobina de corrente pode escribirse como

Como a corrente a través da bobina de presión é moito menor comparada coa corrente a través da bobina de corrente, a corrente a través da bobina de corrente pode considerarse igual á corrente total de carga.
Polo tanto, o valor instantáneo do par pode escribirse como

O valor medio do par de desvío pode obterse integrando o par instantáneo desde o límite 0 a T, onde T é o período do ciclo.

O par de control dáse por Tc = Kx onde K é a constante da mola e x é o valor final de desvío estable.

Vantaxes do Voltímetro do Tipo Electrodinamómetro

As seguintes son as vantaxes do voltímetro do tipo electrodinamómetro e escribense como segue:

1. A escala é uniforme ata certo límite.

2. Poden usarse para medir tanto cantidades AC como DC, xa que a escala está calibrada para ambos.

Erros no Voltímetro do Tipo Electrodinamómetro

Os seguintes son os erros nos voltímetros do tipo electrodinamómetro:

1. Erros na indutancia da bobina de presión.

2. Os erros poden ser debidos á capacitancia da bobina de presión.

3. Os erros poden ser debidos aos efectos de indutancia mutua.

4. Os erros poden ser debidos ás conexións (por exemplo, a bobina de presión está conectada despois da bobina de corrente).

5. Erro debido ás correntes de Foucault.

6. Erros causados pola vibración do sistema móbil.

7. Erro de temperatura.

8. Erros debidos ao campo magnético estray.

Declaración: Respeita o original, artigos bóns mérito compartir, se hai infracción contacta para eliminar.