Potenciômetro AC

Um potenciômetro é um instrumento que mede tensão desconhecida equilibrando-a com uma tensão conhecida. A fonte conhecida pode ser DC ou AC. O fenômeno de funcionamento do potenciômetro DC e do potenciômetro AC é o mesmo. No entanto, existe uma grande diferença entre suas medições: o potenciômetro DC mede apenas a magnitude da tensão desconhecida. Enquanto isso, um potenciômetro AC mede tanto a magnitude quanto a fase da tensão desconhecida, comparando-a com uma referência conhecida. Existem dois tipos de potenciômetros AC:

1. Potenciômetro polar.

2. Potenciômetro coordenado.

Potenciômetro Polar

Nesse tipo de instrumento, duas escalas separadas são usadas para medir a magnitude e o ângulo de fase em relação a alguma referência da f.e.m. desconhecida. Há uma disposição na escala que permite ler o ângulo de fase até 3600. Ele possui um amperímetro do tipo eletrodinamômetro junto com um potenciômetro DC e um transformador de deslocamento de fase operado por fornecimento monofásico.

No transformador de deslocamento de fase, há uma combinação de dois estatores de aço laminado em forma de anel, conectados perpendicularmente um ao outro, conforme mostrado na figura. Um está diretamente conectado à fonte de alimentação e o outro está conectado em série com resistência variável e capacitor. A função dos componentes em série é manter a alimentação CA constante no potenciômetro, fazendo pequenos ajustes nela.

Entre os estatores, há um rotor laminado com ranhuras e enrolamento que fornece tensão ao circuito do fio deslizante do potenciômetro. Quando a corrente começa a fluir dos estatores, um campo rotativo se desenvolve em torno do rotor, induzindo uma f.e.m. no enrolamento do rotor.

O deslocamento de fase da f.e.m. do rotor é igual ao ângulo de movimento do rotor a partir de sua posição original e está relacionado à tensão de alimentação do estator. Toda a disposição do enrolamento é feita de tal forma que a magnitude da f.e.m. induzida no rotor possa mudar, mas não afeta o ângulo de fase, que pode ser lido na escala fixada no topo do instrumento.

A f.e.m. induzida no enrolamento do rotor pelo enrolamento do estator 1 pode ser expressa como

A f.e.m. induzida no enrolamento do rotor pelo enrolamento do estator 2,

Das equações (1) e (2), obtemos

Portanto, a f.e.m. induzida resultante no enrolamento do rotor devido aos dois enrolamentos do estator

Onde, Ø dá o ângulo de fase. Você pode estudar questões semelhantes à acima em nossos MCQs de engenharia elétrica.

Potenciômetro Coordenado

No potenciômetro AC coordenado, dois potenciômetros separados são encapsulados em um circuito, conforme mostrado na figura. O primeiro é chamado de potenciômetro em fase, usado para medir o fator em fase de uma f.e.m. desconhecida, e o segundo é chamado de potenciômetro em quadratura, que mede a parte em quadratura da f.e.m. desconhecida. Os contatos deslizantes AA’ no potenciômetro em fase e BB’ no potenciômetro em quadratura são usados para obter a corrente desejada no circuito. Ajustando o reóstato R e R’ e os contatos deslizantes, a corrente no potenciômetro em quadratura se torna igual à corrente no potenciômetro em fase, e um galvanômetro variável mostra o valor nulo. S1 e S2 são interruptores de mudança de sinal, usados para alterar a polaridade da tensão de teste, se necessário, para equilibrar o potenciômetro. Há dois transformadores de redução T1 e T2 que isolam o potenciômetro da linha e fornecem proteção de telas aterradas entre as bobinas. Eles também fornecem 6 volts para os potenciômetros.

Agora, para medir a f.e.m. desconhecida, seus terminais são conectados através dos contatos deslizantes AA’ usando o interruptor seletor S3. Fazendo alguns ajustes nos contatos deslizantes e no reóstato, todo o circuito fica equilibrado e o galvanômetro lê zero na condição de equilíbrio. Agora, o componente em fase VA da f.e.m. desconhecida é obtido do potenciômetro em fase e o componente em quadratura VB é obtido do potenciômetro em quadratura.

Assim, a tensão resultante do potenciômetro AC coordenado é

E o ângulo de fase é dado por

Aplicações do Potenciômetro AC

1. Medição de indutância própria.

2. Calibração de voltmetro.

3. Calibração de amperímetro.

4. Calibração de wattímetro.

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