Växelströmspotentiometer

Definition

En potentiometer som mäter fas och magnitud av en okänd elektromotorisk kraft (emf) genom att jämföra den med en känd emf kallas för en AC-potentiometer. Arbetssättet för en AC-potentiometer är detsamma som för en DC-potentiometer, det vill säga, den okända spänningen fastställs genom att jämföra den med en känd spänning. När de båda är lika indikerar galvanometern nollpunkten, och på så sätt erhålls värdet av den okända emf.

Driften av en AC-potentiometer är mer komplicerad jämfört med en DC-potentiometer. Följande är viktiga faktorer som måste beaktas för dess drift:

• I en AC-potentiometer måste frekvensen och vågformen av strömmen vara densamma som de för den mätta spänningen. Därför hämtas potentialen i en AC-potentiometer från samma källa som strömmen eller spänningen som mäts.

• Icke-induktiva element används för att göra glidstången och resistansspolen i en AC-potentiometer, vilket minskar läsningsfel.

• Läsningarna av en AC-potentiometer påverkas av externa magnetfält, så dessa fält elimineras under mätning.

• Strömkällan bör vara sinusformad och fri från harmoniska, eftersom närvaron av harmoniska gör det svårt att uppnå balans.

Typer av AC-Potentiometer

AC-potentiometer klassificeras enligt de värden som mäts av deras skivor och skalor. AC-potentiometer kan grovt delas in enligt följande:

Polar Typ Potentiometer

Koordinat Typ Potentiometer

Koordinattypens potentiometer utrustas med två skalor, vilka används för att läsa den fasliknande komponenten V1 och den kvadraturkomponenten V2 av den okända spänningen V. Dessa två spänningar är 90° ur fas med varandra. Potentiometern är konstruerad så att den kan läsa både positiva och negativa värden av V1 och V2, och den kan täcka alla vinklar upp till 360°.

Användningsområden för Potentiometer

AC-potentiometern har omfattande användningsområden inom olika områden. Några av dess viktigaste tillämpningar beskrivs i detalj nedan:

1. Kalibrering av Voltmeter

AC-potentiometern kan direkt mäta låga spänningar upp till 1,5 V. För att mäta högre spänningar kan den antingen använda en voltboxkvot eller ansluta två kondensatorer i serie med potentiometern.

2. Kalibrering av Ammeter

Mätning av växelström kan utföras genom att använda en icke-induktiv standardresistor tillsammans med potentiometern.

3. Testning av Wattmätare och Energimätare

Testningskretsar för wattmätare och energimätare liknar de som används vid DC-mätningar. En fasförskjutningstransformator ansluts till potentiometern för att justera fasen av spänningen i förhållande till strömmen. På detta sätt kan spänningen och strömmen varieras vid olika effektfaktorer.

4. Mätning av Egenreaktansen hos en Spole

En standardreaktans placeras i serie med spolen vars egenreaktans ska mätas.

5. Andra Användningsområden

AC-potentiometern spelar en viktig roll i ingenjörsbaserade mätningar där en noggrannhet mellan 0,5 % och 1 % är oumbärlig. Den används också i situationer där en spänning behöver delas upp i två komponenter. Detta instrument ger mycket exakta resultat i magnetiska tester och precist kalibrering av instrumenttransformatorer, vilket gör det till ett nödvändigt verktyg inom dessa specialiserade områden inom elektrisk teknik.

I denna typ av potentiometer mäts magnituden av den okända spänningen från en skala, och dess fasvinkel läses direkt från en andra skala. Uppställningen möjliggör läsning av fasvinklar upp till 360°. Spänningen läses i formen V∠θ.