Potenziometro AC

Definizione

Un potenziometro che misura la fase e l'ampiezza di una forza elettromotrice (emf) sconosciuta confrontandola con un'emf nota è chiamato potenziometro AC. Il principio di funzionamento di un potenziometro AC è lo stesso di un potenziometro DC, ovvero la tensione sconosciuta viene determinata confrontandola con una tensione nota. Quando le due sono uguali, il galvanometro indica il punto nullo, e così si ottiene il valore dell'emf sconosciuta.

L'operazione di un potenziometro AC è più complessa rispetto a quella di un potenziometro DC. I seguenti sono fattori importanti che devono essere considerati per la sua operazione:

• In un potenziometro AC, la frequenza e la forma d'onda della corrente devono essere le stesse di quelle della tensione da misurare. Pertanto, in un potenziometro AC, il potenziale è derivato dalla stessa sorgente della corrente o della tensione da misurare.

• Vengono utilizzati elementi non induttivi per realizzare il filo scorrevole e la bobina di resistenza del potenziometro AC, il che riduce gli errori di lettura.

• Le letture di un potenziometro AC sono influenzate dai campi magnetici esterni, quindi questi campi vengono eliminati durante la misurazione.

• La sorgente di alimentazione dovrebbe essere sinusoidale e priva di armoniche, poiché la presenza di armoniche rende difficile raggiungere l'equilibrio.

Tipi di Potenziometro AC

I potenziometri AC sono classificati in base ai valori misurati dai loro quadranti e scale. I potenziometri AC possono essere ampiamente classificati come segue:

Potenziometro di Tipo Polare

Potenziometro di Tipo Coordinate

Il potenziometro di tipo coordinate è dotato di due scale, utilizzate per leggere il componente in fase V1 e il componente in quadratura V2 della tensione sconosciuta V. Queste due tensioni sono fuori fase di 90° tra loro. Il potenziometro è progettato in modo da poter leggere sia i valori positivi che negativi di V1 e V2, e può coprire tutti gli angoli fino a 360°.

Applicazioni del Potenziometro

Il potenziometro AC trova ampie applicazioni in vari campi. Alcune delle sue principali applicazioni sono elaborate in dettaglio di seguito:

1. Calibrazione del Voltmetro

Il potenziometro AC è in grado di misurare direttamente tensioni basse fino a 1,5 V. Per misurare tensioni più elevate, può utilizzare un rapporto di scatola di voltaggio o impiegare due condensatori connessi in serie con il potenziometro.

2. Calibrazione dell'Ammetro

La misurazione della corrente alternata può essere realizzata utilizzando un resistore standard non induttivo in combinazione con il potenziometro.

3. Prova del Wattmetro e del Contatore di Energia

I circuiti di prova per wattmetri e contatori di energia sono simili a quelli utilizzati nelle misurazioni DC. Un trasformatore di spostamento di fase è connesso al potenziometro per regolare la fase della tensione rispetto alla corrente. In questo modo, la tensione e la corrente possono essere variate a diversi fattori di potenza.

4. Misurazioni della Reattanza Propria di una Bobina

Una reattanza standard viene posta in serie con la bobina la cui reattanza propria deve essere misurata.

5. Altre Applicazioni

Il potenziometro AC svolge un ruolo cruciale nelle misurazioni ingegneristiche dove un'accuratezza compresa tra il 0,5% e il 1% è indispensabile. Viene anche utilizzato in scenari in cui una tensione deve essere decomposta in due componenti. Questo strumento fornisce risultati altamente accurati nei test magnetici e nella calibrazione precisa dei trasformatori di strumento, rendendolo uno strumento essenziale in questi ambiti specializzati dell'ingegneria elettrica.

In questo tipo di potenziometro, l'ampiezza della tensione sconosciuta viene misurata da una scala, e il suo angolo di fase viene letto direttamente da una seconda scala. La configurazione permette la lettura degli angoli di fase fino a 360°. La tensione viene letta nella forma V∠θ.