Potentiomètre AC

Définition

Un potentiomètre qui mesure la phase et l'amplitude d'une force électromotrice (fem) inconnue en la comparant à une fem connue est appelé un potentiomètre AC. Le principe de fonctionnement d'un potentiomètre AC est le même que celui d'un potentiomètre DC, c'est-à-dire que la tension inconnue est déterminée en la comparant à une tension connue. Lorsque les deux sont égales, le galvanomètre indique le point nul, et ainsi, la valeur de la fem inconnue est obtenue.

Le fonctionnement d'un potentiomètre AC est plus complexe par rapport à celui d'un potentiomètre DC. Les facteurs suivants doivent être pris en compte pour son fonctionnement :

• Dans un potentiomètre AC, la fréquence et la forme d'onde du courant doivent être les mêmes que celles de la tension mesurée. Par conséquent, dans un potentiomètre AC, le potentiel est dérivé de la même source que le courant ou la tension mesurés.

• Des éléments non inductifs sont utilisés pour fabriquer le fil coulissant et la bobine de résistance du potentiomètre AC, ce qui réduit les erreurs de lecture.

• Les lectures d'un potentiomètre AC sont affectées par les champs magnétiques externes, ces champs étant éliminés pendant la mesure.

• La source d'alimentation doit être sinusoïdale et exempte d'harmoniques, car la présence d'harmoniques rend difficile l'obtention de l'équilibre.

Types de Potentiomètres AC

Les potentiomètres AC sont classés selon les valeurs mesurées par leurs cadrans et leurs échelles. Les potentiomètres AC peuvent être largement classés comme suit :

Potentiomètre de Type Polaire

Potentiomètre de Type Coordonné

Le potentiomètre de type coordonné est équipé de deux échelles, qui sont utilisées pour lire la composante en phase V1 et la composante en quadrature V2 de la tension inconnue V. Ces deux tensions sont déphasées de 90° l'une par rapport à l'autre. Le potentiomètre est conçu de manière à pouvoir lire à la fois les valeurs positives et négatives de V1 et V2, et il peut couvrir tous les angles jusqu'à 360°.

Applications du Potentiomètre

Le potentiomètre AC trouve des applications étendues dans divers domaines. Certaines de ses principales applications sont détaillées ci-dessous :

1. Étalonnage de Voltmètres

Le potentiomètre AC est capable de mesurer directement des tensions basses allant jusqu'à 1,5 V. Pour mesurer des tensions plus élevées, il peut utiliser un boîtier de rapport de tension ou employer deux condensateurs connectés en série avec le potentiomètre.

2. Étalonnage d'Ammètres

La mesure du courant alternatif peut être réalisée en utilisant une résistance standard non inductive en conjonction avec le potentiomètre.

3. Tests de Wattmètres et de Compteurs d'Énergie

Les circuits de test pour les wattmètres et les compteurs d'énergie sont similaires à ceux utilisés pour les mesures en courant continu. Un transformateur de déphasage est connecté au potentiomètre pour ajuster la phase de la tension par rapport au courant. De cette façon, la tension et le courant peuvent être modifiés à différents facteurs de puissance.

4. Mesures de l'Autoreactance d'une Bobine

Une réactance standard est placée en série avec la bobine dont l'autoreactance doit être mesurée.

5. Autres Applications

Le potentiomètre AC joue un rôle crucial dans les mesures d'ingénierie où une précision comprise entre 0,5 % et 1 % est indispensable. Il est également utilisé dans des scénarios où une tension doit être décomposée en deux composantes. Cet instrument fournit des résultats très précis dans les tests magnétiques et l'étalonnage précis des transformateurs d'instrumentation, ce qui en fait un outil essentiel dans ces domaines spécialisés de l'ingénierie électrique.

Dans ce type de potentiomètre, l'amplitude de la tension inconnue est mesurée sur une échelle, et son angle de phase est lu directement sur une seconde échelle. La configuration permet la lecture des angles de phase jusqu'à 360°. La tension est lue sous la forme V∠θ.