Потенциометр переменного тока

Определение

Потенциометр, измеряющий фазу и величину неизвестной электродвижущей силы (ЭДС) путем сравнения с известной ЭДС, называется AC потенциометром. Принцип работы AC потенциометра такой же, как у DC потенциометра, то есть неизвестное напряжение определяется путем сравнения с известным напряжением. Когда они равны, гальванометр указывает нулевую точку, и таким образом, получается значение неизвестной ЭДС.

Работа AC потенциометра более сложна по сравнению с DC потенциометром. Ниже приведены важные факторы, которые необходимо учитывать при его работе:

• В AC потенциометре частота и форма сигнала тока должны быть такими же, как у измеряемого напряжения. Следовательно, в AC потенциометре потенциал берется из того же источника, что и ток или напряжение, подлежащее измерению.

• Для изготовления скользящего провода и резисторной катушки AC потенциометра используются неиндуктивные элементы, что снижает погрешности измерений.

• Чтения AC потенциометра могут быть затронуты внешними магнитными полями, поэтому эти поля устраняются во время измерений.

• Источник питания должен быть синусоидальным и свободным от гармоник, так как наличие гармоник усложняет достижение баланса.

Типы AC Потенциометров

AC потенциометры классифицируются в зависимости от значений, измеряемых их шкалами и делениями. AC потенциометры можно условно разделить на следующие типы:

Полярный Тип Потенциометра

Координатный Тип Потенциометра

Координатный тип потенциометра оснащен двумя шкалами, которые используются для считывания синфазной компоненты V1 и квадратурной компоненты V2 неизвестного напряжения V. Эти два напряжения находятся в фазе друг с другом на 90°. Потенциометр спроектирован так, чтобы он мог считывать как положительные, так и отрицательные значения V1 и V2, и охватывать все углы до 360°.

Применение Потенциометра

AC потенциометр находит широкое применение в различных областях. Некоторые из его ключевых применений подробно описаны ниже:

1. Калибровка Вольтметров

AC потенциометр способен напрямую измерять низкие напряжения до 1.5 В. Для измерения более высоких напряжений он может использовать коэффициент передачи вольтовой коробки или применять два конденсатора, соединенных последовательно с потенциометром.

2. Калибровка Амперметров

Измерение переменного тока можно выполнить, используя стандартный неиндуктивный резистор в сочетании с потенциометром.

3. Тестирование Ваттметров и Счетчиков Энергии

Цепи тестирования ваттметров и счетчиков энергии аналогичны тем, которые используются для измерений постоянного тока. Фазосдвигающий трансформатор подключается к потенциометру для регулировки фазы напряжения относительно тока. Таким образом, напряжение и ток могут изменяться при различных коэффициентах мощности.

4. Измерение Самоиндукции Катушки

Стандартная реактивность подключается последовательно с катушкой, самоиндукцию которой нужно измерить.

5. Другие Применения

AC потенциометр играет ключевую роль в инженерных измерениях, где необходима точность от 0,5% до 1%. Он также используется в ситуациях, когда требуется разложить напряжение на две компоненты. Этот прибор обеспечивает высокую точность результатов при магнитных испытаниях и точной калибровке трансформаторов, что делает его незаменимым инструментом в этих специализированных областях электротехники.

В этом типе потенциометра величина неизвестного напряжения измеряется по одной шкале, а его фазовый угол напрямую снимается по второй шкале. Устройство позволяет считывать фазовые углы до 360°. Напряжение снимается в виде V∠θ.