Potenciómetro AC

Un potenciómetro es un instrumento que mide un voltaje desconocido equilibrándolo con un voltaje conocido. La fuente conocida puede ser DC o AC. El fenómeno de funcionamiento del potenciómetro DC y el potenciómetro AC es el mismo. Pero hay una gran diferencia en sus mediciones, el potenciómetro DC solo mide la magnitud del voltaje desconocido. Mientras que un potenciómetro AC mide tanto la magnitud como la fase del voltaje desconocido comparándolo con una referencia conocida. Hay dos tipos de potenciómetros AC:

1. Potenciómetro de tipo polar.

2. Potenciómetro de tipo coordenado.

Potenciómetro de tipo polar

En este tipo de instrumentos, se utilizan dos escalas separadas para medir la magnitud y el ángulo de fase en alguna referencia del f.e.m. desconocido. Existe una disposición en la escala que permite leer el ángulo de fase hasta 3600. Tiene un electrodinamómetro tipo amperímetro junto con un potenciómetro DC y un transformador de desfase de fase que se opera con suministro monofásico.

En un transformador de desfase de fase, hay una combinación de dos estatores de acero laminado en forma de anillo conectados perpendicularmente entre sí, como se muestra en la figura. Uno está conectado directamente al suministro de energía y el otro está conectado en serie con una resistencia variable y un condensador. La función de los componentes en serie es mantener constante el suministro de CA en el potenciómetro realizando pequeños ajustes en él.

Entre los estatores, hay un rotor laminado con ranuras y bobinado que suministra voltaje al circuito de cable deslizante del potenciómetro. Cuando la corriente comienza a fluir desde los estatores, se desarrolla un campo rotatorio alrededor del rotor, lo que induce un f.e.m. en el bobinado del rotor.

El desplazamiento de fase del f.e.m. del rotor es igual al ángulo de movimiento del rotor desde su posición original y está relacionado con el voltaje de suministro del estator. Toda la disposición del bobinado se realiza de tal manera que la magnitud del f.e.m. inducido en el rotor puede cambiar, pero no afecta el ángulo de fase y se puede leer en la escala fija en la parte superior del instrumento.

El f.e.m. inducido en el bobinado del rotor por el bobinado del estator 1 se puede expresar como

El f.e.m. inducido en el bobinado del rotor por el bobinado del estator 2,

De las ecuaciones (1) y (2), obtenemos

Por lo tanto, el f.e.m. inducido resultante en el bobinado del rotor debido a los dos bobinados del estator

Donde, Ø da el ángulo de fase. Puedes estudiar preguntas similares a la anterior en nuestros MCQs de ingeniería eléctrica.

Potenciómetro de tipo coordenado

En el potenciómetro AC de tipo coordenado, dos potenciómetros separados están encerrados en un solo circuito, como se muestra en la figura. El primero se llama potenciómetro en fase, que se usa para medir el factor en fase de un f.e.m. desconocido, y el otro se llama potenciómetro cuadrático, que mide la parte cuadrática del f.e.m. desconocido. Los contactos deslizantes AA’ en el potenciómetro en fase y BB’ en el potenciómetro cuadrático se usan para obtener la corriente deseada en el circuito. Ajustando el reóstato R y R’ y los contactos deslizantes, la corriente en el potenciómetro cuadrático se vuelve igual a la corriente en el potenciómetro en fase y un galvanómetro variable muestra un valor nulo. S1 y S2 son interruptores de cambio de signo que se usan para cambiar la polaridad del voltaje de prueba si es necesario para equilibrar el potenciómetro. Hay dos transformadores de reducción T1 y T2 que aíslan el potenciómetro de la línea y proporcionan protección de pantallas a tierra entre los bobinados. También suministran 6 voltios a los potenciómetros.

Ahora, para medir el f.e.m. desconocido, sus terminales se conectan a través de los contactos deslizantes AA’ usando el interruptor selector S3. Realizando algunos ajustes en los contactos deslizantes y el reóstato, todo el circuito se equilibra y el galvanómetro lee cero en la condición de equilibrio. Ahora, el componente en fase VA del f.e.m. desconocido se obtiene del potenciómetro en fase y el componente cuadrático VB se obtiene del potenciómetro cuadrático.

Así, el voltaje resultante del potenciómetro AC de tipo coordenado es

Y el ángulo de fase está dado por

Aplicaciones del potenciómetro AC

1. Medición de la inductancia propia.

2. Calibración del voltímetro.

3. Calibración del amperímetro.

4. Calibración del vatímetro.

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