AC Ποτενσιόμετρο

Ένα potentiometer είναι ένα όργανο που μετρά άγνωστη τάση ισορροπώντας την με γνωστή τάση. Η γνωστή πηγή μπορεί να είναι DC ή AC. Το φαινόμενο λειτουργίας του potentiometer DC και AC potentiometer είναι το ίδιο. Ωστόσο, υπάρχει ένα σημαντικό διαφορά στα μέτρησης, το potentiometer DC μετρά μόνο την μέγεθος της άγνωστης τάσης. Ενώ ένα AC potentiometer μετρά και το μέγεθος και τη φάση της άγνωστης τάσης συγκρίνοντάς τη με μια γνωστή αναφορά. Υπάρχουν δύο τύποι AC potentiometers:

1. Polar type potentiometer.

2. Coordinate type potentiometer.

Polar type Potentiometer

Σε τέτοια είδη όργανα, χρησιμοποιούνται δύο ξεχωριστές κλίμακες για το μέτρηση του μεγέθους και της γωνίας φάσης σε κάποια αναφορά της άγνωστης e.m.f. Υπάρχει πρόβλεψη στην κλίμακα ώστε να μπορεί να διαβάζει γωνία φάσης μέχρι 3600. Διαθέτει electrodynamometer τύπου ammeter μαζί με potentiometer DC και phase-shifting transformer που λειτουργεί με μονοφασική εφοδιασμό.

Σε ένα phase-shifting transformer, υπάρχει μια συνδυασμός δύο δακτυλίων εξωτερικού συνδεδεμένων κάθετα ο ένας στον άλλον, όπως φαίνεται στο σχήμα. Ο ένας είναι άμεσα συνδεδεμένος με την πηγή ενέργειας και ο άλλος είναι συνδεδεμένος σε σειρά με περιστασική αντίσταση και καταναλωτή. Η λειτουργία των σειριακών συστατικών είναι να διατηρεί σταθερή AC εφοδιασμό στο potentiometer κάνοντας μικρές προσαρμογές.

Μεταξύ των στατόρων, υπάρχει λαμελωτός ρότορας με βάθη και πλεξίδα που παρέχει τάση στο κύκλωμα slide-wire του potentiometer. Όταν ρεύμα ξεκινά να ρέει από τους στατόρες, αναπτύσσεται περιστρεφόμενο πεδίο γύρω από τον ρότορα, το οποίο επικαλύπτει e.m.f. στην πλεξίδα του ρότορα.

Η φάση μετατοπισμού του emf του ρότορα είναι ίση με την γωνία κίνησης του ρότορα από την αρχική του θέση και σχετίζεται με την τάση εφοδιασμού του στατόρα. Η σύνολο διάταξη της πλεξίδας είναι τέτοια ώστε το μέγεθος του επικαλυμμένου emf στον ρότορα μπορεί να αλλάξει, αλλά δεν επηρεάζει τη γωνία φάσης και μπορεί να διαβάζεται στην κλίμακα που είναι εγκατεστημένη στην κορυφή του όργανου.

Το επικαλυμμένο emf στην πλεξίδα του ρότορα από την πλεξίδα του στατόρα 1 μπορεί να εκφραστεί ως

Το επικαλυμμένο emf στην πλεξίδα του ρότορα από την πλεξίδα του στατόρα 2,

Από την εξίσωση (1) και (2), παίρνουμε

Επομένως, το αποτέλεσμα του επικαλυμμένου emf στην πλεξίδα του ρότορα λόγω των δύο πλεξίδων των στατόρων

Όπου, Ø δίνει τη γωνία φάσης. Μπορείτε να μελετήσετε παρόμοια ερωτήσεις στα MCQs ηλεκτρολογίας.

Coordinate type Potentiometer

Σε coordinate AC potentiometer, δύο ξεχωριστά potentiometers είναι συγκεντρωμένα σε ένα κύκλωμα, όπως φαίνεται στο σχήμα. Το πρώτο ονομάζεται in-phase potentiometer, το οποίο χρησιμοποιείται για το μέτρηση του in-phase συντελεστή μιας άγνωστης e.m.f., και το άλλο ονομάζεται quadrature potentiometer, το οποίο μετρά το quadrature μέρος της άγνωστης e.m.f. Τα κινούμενα επαφή AA’ στο in-phase potentiometer και BB’ στο quadrature potentiometer χρησιμοποιούνται για την προσαρμογή του επιθυμητού ρεύματος στο κύκλωμα. Προσαρμόζοντας rheostat R και R’ και τις κινούμενες επαφές, το ρεύμα στο quadrature potentiometer γίνεται ίσο με το ρεύμα στο in-phase potentiometer και ένα μεταβαλλόμενο galvanometer δείχνει την τιμή zero. S1 και S2 είναι τα σημεία αλλαγής των σημάτων, τα οποία χρησιμοποιούνται για την αλλαγή της πολικότητας της τάσης δοκιμής, αν αυτό είναι απαραίτητο για την ισορροπία του potentiometer. Υπάρχουν δύο step-down transformers T1 και T2 που απομονώνουν το potentiometer από την γραμμή και παρέχουν προστασία earthed screens μεταξύ των πλεξίδων. Επίσης, παρέχει 6 βολτ στα potentiometers.

Τώρα, για το μέτρηση της άγνωστης e.m.f., τα τερματικά της συνδέονται με τις κινούμενες επαφές AA’ χρησιμοποιώντας τον selector switch S3. Κάνοντας μερικές προσαρμογές στις κινούμενες επαφές και το rheostat, το σύνολο το κύκλωμα ισορροπείται και το galvanometer δείχνει zero στην ισορροπημένη κατάσταση. Τώρα, το in-phase συντελεστή VA της άγνωστης e.m.f. προκύπτει από το in-phase potentiometer και το quadrature συντελεστή VB προκύπτει από το quadrature potentiometer.

Επομένως, η αποτελεσματική τάση του coordinate AC potentiometer είναι

Και η γωνία φάσης δίνεται από

Φιλοδώρημα