Potenciòmetre AC

Un potenciòmetre és un instrument que mesura una tensió desconeguda equilibrant-la amb una tensió coneguda. La font coneguda pot ser de corrent contínua (CC) o alternada (CA). El fenomen de treball del potenciòmetre de CC i el potenciòmetre AC és el mateix. Però hi ha una gran diferència en les seves mesures: el potenciòmetre de CC només mesura la magnitud de la tensió desconeguda, mentre que el potenciòmetre CA mesura tant la magnitud com la fase de la tensió desconeguda comparant-la amb una referència coneguda. Hi ha dos tipus de potenciòmetres AC:

1. Potenciòmetre polar.

2. Potenciòmetre de coordenades.

Potenciòmetre polar

En aquests tipus d'instruments, s'utilitzen dues escales separades per mesurar la magnitud i l'angle de fase en alguna referència de la f.e.m. desconeguda. L'escala té una disposició que permet llegir angles de fase fins a 3600. Inclou un amperímetre de tipus electrodinamòmetre, juntament amb un potenciòmetre de CC i un transformador de desplaçament de fase que funciona amb alimentació monofàsica.

En el transformador de desplaçament de fase, hi ha una combinació de dos estator circulars laminats connectats perpendicularment entre si, com es mostra en la figura. Un està connectat directament a la font d'alimentació, i l'altre està connectat en sèrie amb una resistència variable i un condensador. La funció dels components en sèrie és mantenir constant l'alimentació CA al potenciòmetre realitzant petits ajustos.

Entre els estator, hi ha un rotor laminat amb ranures i bobinat que subministra tensió al circuit de fil deslitzant del potenciòmetre. Quan la corrent comença a fluir des dels estator, es desenvolupa un camp rotatiu al voltant del rotor, que induix una f.e.m. en el bobinat del rotor.

El desplaçament de fase de la f.e.m. del rotor és igual a l'angle de moviment del rotor des de la seva posició original i està relacionat amb la tensió d'alimentació dels estator. Tota la disposició del bobinat s'ha fet de manera que la magnitud de la f.e.m. induïda en el rotor pugui canviar, però no afecti l'angle de fase, que es pot llegir en l'escala fixa a la part superior de l'instrument.

La f.e.m. induïda en el bobinat del rotor pel bobinat 1 dels estator es pot expressar com

La f.e.m. induïda en el bobinat del rotor pel bobinat 2 dels estator,

De les equacions (1) i (2), obtenim

Per tant, la f.e.m. induïda resultant en el bobinat del rotor deguda als dos bobinats dels estator

On, Ø dona l'angle de fase. Pots estudiar preguntes similars a la de dalt en els nostres MCQs d'enginyeria elèctrica.

Potenciòmetre de coordenades

En el potenciòmetre AC de coordenades, es caguen dos potenciòmetres separats en un sol circuit, com es mostra en la figura. El primer s'anomena potenciòmetre en fase, que s'utilitza per mesurar el factor en fase d'una f.e.m. desconeguda, i l'altre s'anomena potenciòmetre en quadratura, que mesura la part en quadratura de la f.e.m. desconeguda. El contacte deslitzant AA’ en el potenciòmetre en fase i BB’ en el potenciòmetre en quadratura s'utilitzen per obtenir la corrent desitjada en el circuit. Ajustant el rheòstat R i R’ i els contactes deslitzants, la corrent en el potenciòmetre en quadratura esdevé igual a la corrent en el potenciòmetre en fase, i un galvanòmetre variable indica un valor nul. S1 i S2 són interruptors de canvi de signe utilitzats per canviar la polaritat de la tensió de prova si és necessari per equilibrar el potenciòmetre. Hi ha dos transformadors de reducció T1 i T2 que aïllen el potenciòmetre de la línia i proporcionen protecció d'ecran a terra entre els bobinats. També subministren 6 volts als potenciòmetres.

Ara, per mesurar la f.e.m. desconeguda, els seus terminals es connecten a través dels contactes deslitzants AA’ utilitzant l'interruptor de selecció S3. Fent alguns ajustos en els contactes deslitzants i el rheòstat, tot el circuit s'equilibra i el galvanòmetre indica zero en la condició d'equilibri. Ara, la component en fase VA de la f.e.m. desconeguda es obté del potenciòmetre en fase, i la component en quadratura VB es obté del potenciòmetre en quadratura.

Així, la tensió resultant del potenciòmetre AC de coordenades és

I l'angle de fase es dóna per

Aplicacions del potenciòmetre AC

1. Mesura de l'autoinductància.

2. Calibratge del voltmetre.

3. Calibratge de l'amperímetre.

4. Calibratge del wattmetre.

Declaració: Respecta l'original, els bons articles mereixen ser compartits, si hi ha alguna infracció contacta per eliminar-lo.