Potenciòmetre AC

Definició

Un potenciómetre que mesura la fase i la magnitud d'una força electromotriu (emf) desconeguda comparant-la amb una emf coneguda es diu potenciómetre AC. El principi de funcionament d'un potenciómetre AC és el mateix que el d'un potenciómetre DC, és a dir, la tensió desconeguda s'obté comparant-la amb una tensió coneguda. Quan les dues són iguals, el galvanòmetre indica el punt zero, i així es determina el valor de l'emf desconeguda.

El funcionament d'un potenciómetre AC és més complicat en comparació amb el d'un potenciómetre DC. A continuació, es presenten els factors importants que s'han de tenir en compte per al seu funcionament:

• En un potenciómetre AC, la freqüència i la forma d'ona de la corrent han de ser les mateixes que les de la tensió que es mesura. Per tant, en un potenciómetre AC, el potencial es deriva de la mateixa font que la corrent o la tensió que es mesura.

• S'utilitzen elements no inductius per fer el fil deslitzant i la bobina de resistència del potenciómetre AC, el que reduix els errors de lectura.

• Les lectures d'un potenciómetre AC estan afectades pels camps magnètics externs, per tant, aquests camps s'eliminen durant la mesura.

• La font d'alimentació hauria de ser sinusoidal i lliure d'armònics, ja que la presència d'armònics dificulta l'assoliment de l'equilibri.

Tipus de Potenciómetre AC

Els potenciómetres AC es classifiquen segons els valors mesurats pel seus quadrants i escales. Es poden classificar de manera general com segueix:

Potenciómetre de Tipus Polar

Potenciómetre de Tipus Coordenades

El potenciómetre de tipus coordenades disposa de dos escales, que s'utilitzen per llegir el component en fase V1 i el component en quadratura V2 de la tensió desconeguda V. Aquestes dues tensions estan desfasades 90° entre si. El potenciómetre està dissenyat de manera que pot llegir tant els valors positius com negatius de V1 i V2, i pot cobrir tots els angles fins a 360°.

Aplicacions del Potenciómetre

El potenciómetre AC troba aplicacions extenses en diversos camps. Algunes de les seves aplicacions clau es detallen a continuació:

1. Calibratge de Voltmetres

El potenciómetre AC és capaç de mesurar directament tensions baixes de fins a 1,5 V. Per a mesurar tensions més altes, es pot utilitzar una caixa de relació de volts o connectar dos condensadors en sèrie amb el potenciómetre.

2. Calibratge d'Ammetres

La mesura de la corrent alternada es pot realitzar utilitzant un resistor estàndard no inductiu en conjunt amb el potenciómetre.

3. Prova de Wattmetres i Metres d'energia

Els circuits de prova per a wattmetres i metres d'energia són similars als utilitzats en les mesures de CC. Un transformador de desplaçament de fase es connecta al potenciómetre per ajustar la fase de la tensió respecte a la corrent. D'aquesta manera, es poden variar la tensió i la corrent a diferents factors de potència.

4. Mesures de la Reactància Pròpia d'una Bobina

Es col·loca una reactància estàndard en sèrie amb la bobina de la qual es vol mesurar la reactància pròpia.

5. Altres Aplicacions

El potenciómetre AC joca un paper crucial en les mesures d'enginyeria on una precisió entre el 0,5% i el 1% és indispensable. També es fa servir en escenaris on cal descomposar una tensió en dos components. Aquest instrument proporciona resultats molt precisos en les proves magnètiques i en la calibració precisa de transformadors d'instruments, fent-lo una eina essencial en aquests àmbits especialitzats de l'enginyeria elèctrica.

En aquest tipus de potenciómetre, la magnitud de la tensió desconeguda es mesura en una escala, i l'angle de fase es llegeix directament en una segona escala. La configuració permet llegir angles de fase fins a 360°. La tensió es llegeix en la forma V∠θ.