پتنتیومتر AC

تعریف

پتانسیومتری که فاز و مقدار یک نیروی الکتروموتوری (emf) ناشناخته را با مقایسه آن با یک emf شناخته شده اندازه‌گیری می‌کند، پتانسیومتر AC نامیده می‌شود. اصل کار پتانسیومتر AC همانند پتانسیومتر DC است، یعنی ولتاژ ناشناخته با مقایسه آن با یک 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 در نظر گرفته شده‌اند:

• در پتانسیومتر AC، فرکانس و موج‌شکل جریان باید مشابه ولتاژ اندازه‌گیری شده باشد. بنابراین، در پتانسیومتر AC، پتانسیل از همان منبع جریان یا ولتاژ اندازه‌گیری شده به دست می‌آید.

• عناصر غیر القایی برای ساخت تار لغزشی و ملف مقاومت پتانسیومتر AC استفاده می‌شود که خطاها را کاهش می‌دهد.

• خواندن‌های پتانسیومتر AC تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی خارجی قرار می‌گیرند، بنابراین این میدان‌ها در حین 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 دایال‌ها و مقیاس‌های آنها طبقه‌بندی می‌شوند. پتانسیومترهای AC به طور کلی به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

پتانسیومتر نوع قطبی

پتانسیومتر نوع مختصاتی

پتانسیومتر نوع مختصاتی با دو مقیاس مجهز شده است که برای خواندن مؤلفه هم‌فاز V1 و مؤلفه عمود بر هم V2 ولتاژ ناشناخته V استفاده می‌شود. این دو ولتاژ 90° اختلاف فاز با یکدیگر دارند. پتانسیومتر طراحی شده است که هم مقادیر مثبت و منفی V1 و V2 را خواند و همگی زاویه‌های تا 360° را پوشش می‌دهد.

کاربردهای پتانسیومتر

پتانسیومتر AC کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف دارد. برخی از کاربردهای کلیدی آن در زیر به تفصیل 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 ولت‌باکس 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 انرژی‌متر

مدارهای تست واط‌متر و انرژی‌متر مشابه مدارهای اندازه‌گیری DC هستند. 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 ضرایب توان مختلف تغییر داد.

4. اندازه‌گیری خود‌واکنش یک کاتуш

یک واکنش استاندارد به صورت سری با کاتوشی که خود‌واکنش آن باید اندازه‌گیری شود، متصل می‌شود.

5. کاربردهای دیگر

پتانسیومتر AC نقش مهمی در اندازه‌گیری‌های مهندسی که دقت 0.5% تا 1% ضروری است، ایفا می‌کند. همچنین در موقعیت‌هایی که نیاز است یک ولتاژ به دو مؤلفه تجزیه شود، استفاده می‌شود. این دستگاه نتایج بسیار دقیقی در آزمون‌های مغناطیسی و کالیبراسیون دقیق ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری ارائه می‌دهد و آن را به ابزار ضروری در این حوزه‌های تخصصی مهندسی برق تبدیل می‌کند.

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