Potencjometr AC

Definicja

Potencjometr, który mierzy fazę i wartość napięcia elektrycznego (emf) przez porównanie go z znanym emf, nazywany jest potencjometrem AC. Zasada działania potencjometru AC jest taka sama jak DC potencjometru, czyli niewiadome napięcie jest określone poprzez porównanie go z znanym napięciem. Gdy oba są równe, galwanometr wskazuje punkt zerowy, a tym samym otrzymujemy wartość niewiadomego emf.

Działanie potencjometru AC jest bardziej skomplikowane w porównaniu do potencjometru DC. Poniżej wymienione są ważne czynniki, które muszą być brane pod uwagę przy jego działaniu:

• W potencjometrze AC częstotliwość i kształt fali prądu musi być taki sam jak napięcia, które mierzymy. Dlatego w potencjometrze AC potencjał pochodzi z tego samego źródła co prąd lub napięcie, które mierzymy.

• Do wykonania przesuwnej drutu i cewki oporowej potencjometru AC używane są elementy nieindukcyjne, co zmniejsza błędy odczytu.

• Odczyty potencjometru AC są wpływowane przez zewnętrzne pola magnetyczne, dlatego te pola są eliminowane podczas pomiaru.

• Źródło zasilania powinno być sinusoidalne i wolne od harmonicznych, ponieważ obecność harmonicznych utrudnia osiągnięcie równowagi.

Rodzaje potencjometrów AC

Potencjometry AC są klasyfikowane według wartości mierzonych przez ich tarcze i skale. Potencjometry AC można szeroko sklasyfikować następująco:

Potencjometr typu polarnego

Potencjometr typu współrzędnych

Potencjometr typu współrzędnych jest wyposażony w dwie skale, które służą do odczytu składowej zgodnej fazy V1 i składowej kwadraturowej V2 niewiadomego napięcia V. Te dwa napięcia są ze sobą wyprzedzone o 90°. Potencjometr jest zaprojektowany tak, aby mógł odczytywać zarówno dodatnie, jak i ujemne wartości V1 i V2, oraz może obejmować wszystkie kąty do 360°.

Zastosowania potencjometru

Potencjometr AC ma szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach. Niektóre z kluczowych zastosowań omówione są szczegółowo poniżej:

1. Kalibracja woltomierza

Potencjometr AC jest w stanie bezpośrednio mierzyć niskie napięcia do 1,5V. Dla pomiaru wyższych napięć może wykorzystać stosunek z pudelka napięciowego lub zastosować dwa kondensatory połączone szeregowo z potencjometrem.

2. Kalibracja amperomierza

Pomiar prądu przemiennego może być dokonany przy użyciu standardowego rezystora nieindukcyjnego w połączeniu z potencjometrem.

3. Testowanie watomierza i licznika energii

Układy testowe dla watomierzy i liczników energii są podobne do tych używanych w pomiarach DC. Do potencjometru podłączony jest transformator przesuwający fazę, aby dostosować fazę napięcia względem prądu. W ten sposób napięcie i prąd mogą być zmieniane przy różnych współczynnikach mocy.

4. Pomiar indukcyjności własnej cewki

Standardowa indukcyjność jest umieszczana szeregowo z cewką, której indukcyjność własna wymaga pomiaru.

5. Inne zastosowania

Potencjometr AC odgrywa kluczową rolę w inżynierskich pomiarach, gdzie dokładność w zakresie od 0,5% do 1% jest niezbędna. Jest również stosowany w sytuacjach, gdy napięcie musi być rozłożone na dwie składowe. To urządzenie dostarcza bardzo dokładnych wyników w badaniach magnetycznych i precyzyjnej kalibracji transformatorów pomiarowych, co czyni je niezbędnym narzędziem w tych specjalistycznych obszarach inżynierii elektrycznej.

W tym typie potencjometru wartość niewiadomego napięcia jest mierzona z jednej skali, a kąt fazowy jest bezpośrednio odczytywany z drugiej skali. Układ umożliwia odczyty kątów fazowych do 360°. Napięcie jest odczytywane w formie V∠θ.