Potenziometro AC
Un potenziometro è uno strumento che misura una tensione sconosciuta bilanciandola con una tensione nota. La sorgente nota può essere in corrente continua (CC) o alternata (CA). Il fenomeno di funzionamento del potenziometro in CC e del potenziometro AC è lo stesso. Tuttavia, c'è una differenza principale tra le loro misurazioni: il potenziometro in CC misura solo l'ampiezza della tensione sconosciuta. Mentre un potenziometro AC misura sia l'ampiezza che la fase della tensione sconosciuta, confrontandola con un riferimento noto. Esistono due tipi di potenziometri AC:
Potenziometro di tipo polare.
Potenziometro di tipo coordinato.
Potenziometro di tipo polare
In questo tipo di strumenti, vengono utilizzate due scale separate per misurare l'ampiezza e l'angolo di fase rispetto a un riferimento della f.e.m. sconosciuta. C'è una disposizione sulla scala che permette di leggere l'angolo di fase fino a 3600. Ha un elettrodinamometro tipo ammeter insieme a un potenziometro in CC e un trasformatore di spostamento di fase che viene alimentato da una fornitura monofase.
Nel trasformatore di spostamento di fase, c'è una combinazione di due statori a lamiera anulare disposti perpendicolarmente l'uno all'altro come mostrato nella figura. Uno è collegato direttamente alla fornitura di energia, mentre l'altro è collegato in serie con una resistenza variabile e un condensatore. La funzione dei componenti in serie è quella di mantenere costante l'alimentazione CA nel potenziometro facendo piccoli aggiustamenti.
Tra gli statori, c'è un rotore laminato con scanalature e avvolgimenti che fornisce la tensione al circuito a filo scorrevole del potenziometro. Quando la corrente inizia a fluire dagli statori, si sviluppa un campo rotante intorno al rotore che induce una f.e.m. nell'avvolgimento del rotore.
Lo spostamento di fase dell'emf del rotore è uguale all'angolo di movimento del rotore dalla sua posizione originale ed è correlato alla tensione di alimentazione degli statori. L'intera disposizione dell'avvolgimento è fatta in modo che l'ampiezza dell'emf indotto nel rotore possa cambiare, ma non influisce sull'angolo di fase, che può essere letto sulla scala fissata in cima allo strumento.
L'emf indotto nell'avvolgimento del rotore dallo statorio 1 può essere espresso come
L'emf indotto nell'avvolgimento del rotore dallo statorio 2,
Dalle equazioni (1) e (2), otteniamo
Quindi, l'emf indotto risultante nell'avvolgimento del rotore dovuto ai due statori
Dove, Ø dà l'angolo di fase. Puoi studiare domande simili a quella sopra nei nostri MCQ di ingegneria elettrica.
Potenziometro di tipo coordinato
Nel potenziometro AC di tipo coordinato, due potenziometri separati sono racchiusi in un unico circuito come mostrato nella figura. Il primo è chiamato potenziometro in fase, utilizzato per misurare il fattore in fase di una f.e.m. sconosciuta, mentre l'altro è chiamato potenziometro in quadratura, che misura la parte in quadratura della f.e.m. sconosciuta. I contatti scorrevoli AA’ nel potenziometro in fase e BB’ nel potenziometro in quadratura sono utilizzati per ottenere la corrente desiderata nel circuito. Regolando il reostato R e R’ e i contatti scorrevoli, la corrente nel potenziometro in quadratura diventa uguale alla corrente nel potenziometro in fase e un galvanometro variabile mostra il valore nullo. S1 e S2 sono interruttori di inversione di segno che vengono utilizzati per cambiare la polarità della tensione di prova se necessario per bilanciare il potenziometro. Ci sono due trasformatori abbassatori T1 e T2 che isolano il potenziometro dalla linea e forniscono una protezione schermata a terra tra gli avvolgimenti. Forniscono anche 6 volt ai potenziometri.
Ora, per misurare la f.e.m. sconosciuta, i suoi terminali vengono collegati ai contatti scorrevoli AA’ utilizzando l'interruttore selettore S3. Effettuando alcuni regolaggi nei contatti scorrevoli e nel reostato, l'intero circuito si bilancia e il galvanometro legge zero nella condizione di bilanciamento. Ora, la componente in fase VA della f.e.m. sconosciuta viene ottenuta dal potenziometro in fase e la componente in quadratura VB viene ottenuta dal potenziometro in quadratura.
Quindi, la tensione risultante del potenziometro AC di tipo coordinato è
E l'angolo di fase è dato da
Applicazioni del potenziometro AC
Misurazione dell'autoinduttanza.
Taratura del voltmetro.
Taratura dell'ammetro.
Taratura del wattmetro.
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