AC Potentieometer

Definitie

Een potentiometer die de fase en grootte van een onbekende elektromotorische kracht (emf) meet door deze te vergelijken met een bekende emf, wordt een AC-potentiometer genoemd. Het werkingprincipe van een AC-potentiometer is hetzelfde als dat van een DC-potentiometer, namelijk dat de onbekende spanning wordt bepaald door deze te vergelijken met een bekende spanning. Wanneer de twee gelijk zijn, geeft de galvanometer het nulpunt aan, en zo wordt de waarde van de onbekende emf verkregen.

De werking van een AC-potentiometer is ingewikkelder vergeleken met die van een DC-potentiometer. De volgende factoren moeten worden meegewogen voor de werking:

• Bij een AC-potentiometer moeten de frequentie en golfvorm van de stroom dezelfde zijn als die van de gemeten spanning. Daarom wordt bij een AC-potentiometer het potentiaal afgeleid van dezelfde bron als de gemeten stroom of spanning.

• Niet-inductieve elementen worden gebruikt voor de schuifdraad en weerstandspoel van de AC-potentiometer, wat leesfouten vermindert.

• De metingen van een AC-potentiometer worden beïnvloed door externe magnetische velden, dus deze velden worden tijdens de meting geëlimineerd.

• De voedingsspanning moet sinusvormig zijn en vrij van harmonischen, omdat de aanwezigheid van harmonischen het moeilijk maakt om balans te bereiken.

Soorten AC-Potentiometers

AC-potentiometers worden geclassificeerd op basis van de waarden die door hun wijzers en schalen worden gemeten. AC-potentiometers kunnen in grote lijnen worden ingedeeld als volgt:

Pooltype Potentiometer

Coördinatentype Potentiometer

Het coördinatentype potentiometer is uitgerust met twee schalen, die worden gebruikt om de in-fase component V1 en de kwadratuurcomponent V2 van de onbekende spanning V te lezen. Deze twee spanningen staan 90° uit fase met elkaar. Het potentiometer is ontworpen op een manier dat het zowel de positieve als negatieve waarden van V1 en V2 kan lezen, en het kan alle hoeken tot 360° overdekken.

Toepassingen van Potentiometers

De AC-potentiometer vindt uitgebreide toepassingen in verschillende gebieden. Enkele van de belangrijkste toepassingen worden hieronder gedetailleerd uitgelegd:

1. Kalibratie van Voltmeters

De AC-potentiometer is in staat om laagspanningen tot 1,5 V direct te meten. Voor het meten van hogere spanningen kan het gebruik maken van een spanningsverhoudingsdoos of twee condensatoren in serie met de potentiometer.

2. Kalibratie van Ammeters

Het meten van wisselstroom kan worden uitgevoerd door gebruik te maken van een niet-inductieve standaardweerstand in combinatie met de potentiometer.

3. Testen van Wattmeters en Energiemeters

De testcircuits voor wattmeters en energiemeters zijn vergelijkbaar met die die worden gebruikt voor DC-metingen. Een faseverschuivende transformatie is verbonden met de potentiometer om de fase van de spanning ten opzichte van de stroom te regelen. Op deze manier kunnen de spanning en stroom op verschillende vermogensfactoren worden gewijzigd.

4. Metingen van Zelfreactantie van een Spoel

Een standaardreactantie wordt in serie geplaatst met de spoel waarvan de zelfreactantie moet worden gemeten.

5. Andere Toepassingen

De AC-potentiometer speelt een cruciale rol in ingenieursmetingen waar een nauwkeurigheid van 0,5% tot 1% onmisbaar is. Het wordt ook gebruikt in scenario's waar een spanning moet worden opgesplitst in twee componenten. Dit instrument levert zeer nauwkeurige resultaten in magnetische tests en de nauwkeurige kalibratie van instrumenttransformatoren, waardoor het een essentieel hulpmiddel is in deze gespecialiseerde gebieden van de elektrische techniek.

Bij dit type potentiometer wordt de grootte van de onbekende spanning vanaf één schaal gemeten, en de faserhoek wordt rechtstreeks vanaf een tweede schaal afgelezen. De opstelling stelt het mogelijk om faserhoeken tot 360° te lezen. De spanning wordt gelezen in de vorm van V∠θ.