AC पोटेन्शियोमिटर
पोटेन्शियोमिटर एक यंत्र है जो अज्ञात वोल्टेज को इसे एक ज्ञात वोल्टेज से संतुलित करके मापता है। ज्ञात स्रोत डीसी या एसी हो सकता है। डीसी पोटेन्शियोमिटर और एसी पोटेन्शियोमिटर का कार्यक्रम एक ही है। लेकिन उनके मापन में एक प्रमुख अंतर है, डीसी पोटेन्शियोमिटर केवल अज्ञात वोल्टेज का परिमाण मापता है। जबकि एक एसी पोटेन्शियोमिटर इसे एक ज्ञात संदर्भ के साथ तुलना करके अज्ञात वोल्टेज का परिमाण और दशा दोनों मापता है। एसी पोटेन्शियोमिटर के दो प्रकार होते हैं:
ध्रुवीय प्रकार का पोटेन्शियोमिटर।
निर्देशांक प्रकार का पोटेन्शियोमिटर।
ध्रुवीय प्रकार का पोटेन्शियोमिटर
इस प्रकार के यंत्रों में, अज्ञात वोल्टेज के किसी संदर्भ पर परिमाण और दशा को मापने के लिए दो अलग-अलग स्केल उपयोग किए जाते हैं। स्केल पर ऐसी व्यवस्था होती है कि यह 3600 तक दशा को पढ़ सकता है। इसमें डीसी पोटेन्शियोमिटर और दशा-स्थानांतरित करने वाले ट्रांसफॉर्मर के साथ इलेक्ट्रोडायनामोमीटर प्रकार का एमीटर होता है जो एक फेज आपूर्ति से संचालित होता है।
दशा-स्थानांतरित करने वाले ट्रांसफॉर्मर में, दो वलयाकार लैमिनेट स्टेटर एक-दूसरे के लंबवत जुड़े होते हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। एक सीधे विद्युत स्रोत से जुड़ा होता है और दूसरा चर रोध और कैपेसिटर के साथ श्रेणी में जुड़ा होता है। श्रेणी घटकों का कार्य छोटी सी व्यवस्था से पोटेन्शियोमिटर में निरंतर एसी आपूर्ति को बनाए रखना होता है।
स्टेटरों के बीच, एक लैमिनेट रोटर होता है जिसमें स्लॉट और वाइंडिंग होती है जो पोटेन्शियोमिटर के स्लाइड-वायर सर्किट को वोल्टेज आपूर्ति करती है। जब स्टेटर से धारा बहना शुरू होती है, तो रोटर के चारों ओर घूमने वाला क्षेत्र विकसित होता है जो रोटर वाइंडिंग में एक विद्युत उत्प्रेरण (e.m.f.) उत्पन्न करता है।
रोटर e.m.f. का दशा विस्थापन रोटर के अपने मूल स्थिति से आंदोलन कोण के बराबर होता है और यह स्टेटर आपूर्ति वोल्टेज से संबंधित होता है। वाइंडिंग की पूरी व्यवस्था इस प्रकार की होती है कि रोटर में उत्पन्न e.m.f. का परिमाण बदल सकता है लेकिन यह दशा कोण पर प्रभाव नहीं डालता और इसे यंत्र के शीर्ष पर लगे स्केल पर पढ़ा जा सकता है।
स्टेटर वाइंडिंग 1 द्वारा रोटर वाइंडिंग में उत्पन्न e.m.f. को निम्न प्रकार से व्यक्त किया जा सकता है
स्टेटर वाइंडिंग 2 द्वारा रोटर वाइंडिंग में उत्पन्न e.m.f.,
समीकरण (1) और (2) से, हम प्राप्त करते हैं
इसलिए, दो स्टेटर वाइंडिंग के कारण रोटर वाइंडिंग में उत्पन्न कुल e.m.f.
जहाँ, Ø दशा कोण देता है। आप ऊपर दिए गए प्रश्न के समान प्रश्नों का अध्ययन अपने विद्युत इंजीनियरिंग MCQs में कर सकते हैं।
निर्देशांक प्रकार का पोटेन्शियोमिटर
निर्देशांक एसी पोटेन्शियोमिटर में, दो अलग-अलग पोटेन्शियोमिटर एक सर्किट में एक साथ रखे जाते हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। पहला इन-फेज पोटेन्शियोमिटर के रूप में जाना जाता है जो अज्ञात वोल्टेज के इन-फेज घटक को मापने के लिए उपयोग किया जाता है और दूसरा क्वाड्रेचर पोटेन्शियोमिटर के रूप में जाना जाता है जो अज्ञात वोल्टेज के क्वाड्रेचर घटक को मापता है। इन-फेज पोटेन्शियोमिटर में स्लाइडिंग संपर्क AA’ और क्वाड्रेचर पोटेन्शियोमिटर में BB’ सर्किट में वांछित धारा प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। रिहोस्टैट R और R’ और स्लाइडिंग संपर्कों को समायोजित करके, क्वाड्रेचर पोटेन्शियोमिटर में धारा इन-फेज पोटेन्शियोमिटर में धारा के बराबर हो जाती है और एक चर गैल्वेनोमीटर शून्य मान दिखाता है। S1 और S2 चिन्ह बदलने वाले स्विच हैं जिनका उपयोग यदि आवश्यक हो तो पोटेन्शियोमिटर को संतुलित करने के लिए परीक्षण वोल्टेज के ध्रुवों को बदलने के लिए किया जाता है। दो स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर T1 और T2 लाइन से पोटेन्शियोमिटर को अलग करते हैं और वाइंडिंग के बीच एक ग्राउंड द्वारा सुरक्षा प्रदान करते हैं। यह पोटेन्शियोमिटर को 6 वोल्ट भी आपूर्ति करते हैं।
अब अज्ञात वोल्टेज को मापने के लिए इसके टर्मिनलों को सिलेक्टर स्विच S3 का उपयोग करके स्लाइडिंग संपर्क AA’ पर जोड़ा जाता है। स्लाइडिंग संपर्कों और रिहोस्टैट में कुछ समायोजन करके, पूरा सर्किट संतुलित हो जाता है और गैल्वेनोमीटर संतुलित स्थिति में शून्य पढ़ता है। अब अज्ञात वोल्टेज का इन-फेज घटक VA इन-फेज पोटेन्शियोमिटर से और क्वाड्रेचर घटक VB क्वाड्रेचर पोटेन्शियोमिटर से प्राप्त किया जाता है।
इस प्रकार, निर्देशांक एसी पोटेन्शियोमिटर का परिणामी वोल्टेज
और दशा कोण निम्न द्वारा दिया जाता है
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