پوتنسیومتر AC

تعریف

پتانسیومتری که فاز و مقدار نیروی الکتروموتوری (emf) ناشناخته را با مقایسه آن با emf شناخته شده اندازه‌گیری می‌کند، پتانسیومتر AC نامیده می‌شود. اصل عملکرد پتانسیومتر AC همانند پتانسیومتر DC است، یعنی ولتاژ ناشناخته با مقایسه آن با ولتاژ شناخته شده تعیین می‌شود. وقتی دو ولتاژ برابر شوند، گالوانومتر نقطه صفر را نشان می‌دهد و بنابراین مقدار emf ناشناخته به دست می‌آید.

عملکرد پتانسیومتر AC نسبت به پتانسیومتر DC پیچیده‌تر است. عوامل مهم زیر برای عملکرد آن باید در نظر گرفته شوند:

• در پتانسیومتر AC، فرکانس و شکل موج جریان باید مشابه ولتاژ اندازه‌گیری شده باشد. بنابراین، در پتانسیومتر AC، پتانسیل از همان منبع جریان یا ولتاژ اندازه‌گیری شده استخراج می‌شود.

• عناصر غیر القایی برای ساخت سیم لیز و ملف مقاومت پتانسیومتر AC استفاده می‌شوند که خطاها را کاهش می‌دهد.

• خواندن‌های پتانسیومتر AC توسط مغناطیس‌های خارجی تحت تأثیر قرار می‌گیرند، بنابراین این مغناطیس‌ها در زمان اندازه‌گیری حذف می‌شوند.

• منبع تغذیه باید سینوسی باشد و بدون هارمونیک‌ها، زیرا وجود هارمونیک‌ها تعادل را دشوار می‌کند.

نوع‌های پتانسیومتر AC

پتانسیومترهای AC بر اساس مقادیر اندازه‌گیری شده توسط دایره‌ها و مقیاس‌های آن‌ها طبقه‌بندی می‌شوند. پتانسیومترهای AC می‌توانند به طور کلی به صورت زیر طبقه‌بندی شوند:

پتانسیومتر نوع قطبی

پتانسیومتر نوع مختصاتی

پتانسیومتر نوع مختصاتی با دو مقیاس مجهز شده است که برای خواندن مؤلفه همزمان V1 و مؤلفه عمود بر V2 ولتاژ ناشناخته V استفاده می‌شود. این دو ولتاژ 90° از هم فاز متفاوت هستند. پتانسیومتر به گونه‌ای طراحی شده است که می‌تواند مقادیر مثبت و منفی V1 و V2 را بخواند و می‌تواند تمام زاویه‌های تا 360° را پوشش دهد.

کاربردهای پتانسیومتر

پتانسیومتر AC در زمینه‌های مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارد. برخی از کاربردهای مهم آن در زیر به طور دقیق شرح داده شده است:

1. کالیبراسیون ولتمتر

پتانسیومتر AC قادر به اندازه‌گیری مستقیم ولتاژ‌های کم تا 1.5V است. برای اندازه‌گیری ولتاژ‌های بالاتر، می‌توان از نسبت جعبه ولت یا استفاده از دو خازن متصل به سری با پتانسیومتر استفاده کرد.

2. کالیبراسیون آمپرمتر

اندازه‌گیری جریان متناوب می‌تواند با استفاده از مقاومت استاندارد غیر القایی در کنار پتانسیومتر انجام شود.

3. تست واط‌متر و متر انرژی

مدارهای تست واط‌متر و متر انرژی مشابه آن‌هایی است که در اندازه‌گیری‌های DC استفاده می‌شود. یک ترانسفورماتور تغییر فاز به پتانسیومتر متصل می‌شود تا فاز ولتاژ نسبت به جریان تنظیم شود. به این ترتیب، می‌توان ولتاژ و جریان را در عوامل توان مختلف تغییر داد.

4. اندازه‌گیری خود‌رسانایی یک سیم‌پیچ

یک رسانایی استاندارد به سری با سیم‌پیچ که نیاز به اندازه‌گیری خود‌رسانایی آن است، متصل می‌شود.

5. کاربردهای دیگر

پتانسیومتر AC نقش مهمی در اندازه‌گیری‌های مهندسی دارد که دقت 0.5% تا 1% ضروری است. این دستگاه همچنین در مواردی که نیاز به تجزیه ولتاژ به دو مؤلفه است، استفاده می‌شود. این دستگاه نتایج بسیار دقیقی در آزمون‌های مغناطیسی و کالیبراسیون دقیق ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری ارائه می‌دهد و ابزار ضروری در این زمینه‌های تخصصی مهندسی برق است.

در این نوع پتانسیومتر، مقدار ولتاژ ناشناخته از یک مقیاس اندازه‌گیری می‌شود و زاویه فاز آن مستقیباً از مقیاس دوم خوانده می‌شود. این سیستم اجازه می‌دهد تا زاویه‌های فاز تا 360° خوانده شوند. ولتاژ به صورت V∠θ خوانده می‌شود.