AC 전위차계
정의
알려지지 않은 전동력(emf)의 위상과 크기를 알려진 emf와 비교하여 측정하는 가변저항을 AC 가변저항이라고 합니다. AC 가변저항의 작동 원리는 DC 가변저항과 동일하며, 즉, 알려지지 않은 전압은 알려진 전압과 비교하여 결정됩니다. 두 값이 같을 때 갈바노미터는 영점(Null Point)을 나타내고, 이로써 알려지지 않은 emf의 값이 얻어집니다.
AC 가변저항의 작동은 DC 가변저항보다 더 복잡합니다. 그 작동을 위해 고려해야 하는 중요한 요소들은 다음과 같습니다:
AC 가변저항의 종류
AC 가변저항은 다이얼과 스케일로 측정되는 값을 기준으로 분류됩니다. AC 가변저항은 크게 다음과 같이 분류할 수 있습니다:
극형 가변저항
좌표형 가변저항
좌표형 가변저항은 두 개의 스케일을 장착하고 있으며, 이를 통해 알려지지 않은 전압 V의 동상 성분 \(V_1\)과 직교 성분 \(V_2\)를 읽습니다. 이 두 전압은 서로 90°의 위상 차이를 가지고 있습니다. 가변저항은 \(V_1\)과 \(V_2\)의 양수 및 음수 값을 모두 읽을 수 있으며, 360°까지의 모든 각도를 커버하도록 설계되었습니다.
가변저항의 응용
AC 가변저항은 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 그 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:
1. 볼트미터 교정
AC 가변저항은 최대 1.5V의 낮은 전압을 직접 측정할 수 있습니다. 더 높은 전압을 측정하려면 볼트 박스 비율을 활용하거나, 가변저항과 직렬로 연결된 두 개의 커패시터를 사용할 수 있습니다.
2. 암페어미터 교정
교류 전류를 측정하기 위해서는 비유도성 표준 저항과 가변저항을 함께 사용할 수 있습니다.
3. 와트미터 및 에너지 미터 테스트
와트미터 및 에너지 미터의 테스트 회로는 DC 측정에서 사용되는 것과 유사합니다. 위상 변환 변압기를 가변저항에 연결하여 전압과 전류 사이의 위상을 조정합니다. 이렇게 하면 전압과 전류를 다양한 전력 인자로 변경할 수 있습니다.
4. 코일의 자기 반응 측정
자기 반응을 측정하려는 코일과 직렬로 표준 반응성을 배치합니다.
5. 기타 응용
AC 가변저항은 0.5%에서 1% 범위의 정확도가 필수적인 공학적 측정에서 중요한 역할을 합니다. 또한 전압을 두 개의 구성 요소로 분해해야 하는 상황에서도 사용됩니다. 이 기기는 자기 테스트와 계기 변압기의 정밀 교정에서 매우 정확한 결과를 제공하여 전기 공학의 특수 분야에서 필수적인 도구입니다.
이 종류의 가변저항에서는 한 스케일에서 알려지지 않은 전압의 크기를 측정하고, 다른 스케일에서 위상각을 직접 읽습니다. 이 설정은 360°까지의 위상각을 읽을 수 있게 합니다. 전압은 V∠θ 형태로 읽힙니다.
