Um potenciômetro que mede a fase e a magnitude de uma força eletromotriz (emf) desconhecida comparando-a com uma emf conhecida é chamado de potenciômetro AC. O princípio de funcionamento de um potenciômetro AC é o mesmo de um potenciômetro DC, ou seja, a tensão desconhecida é determinada comparando-a com uma tensão conhecida. Quando as duas são iguais, o galvanômetro indica o ponto nulo, e assim, o valor da emf desconhecida é obtido.
A operação de um potenciômetro AC é mais complicada em comparação com a de um potenciômetro DC. Os seguintes fatores importantes devem ser considerados para sua operação:
Em um potenciômetro AC, a frequência e a forma de onda da corrente devem ser as mesmas da tensão sendo medida. Portanto, em um potenciômetro AC, o potencial é derivado da mesma fonte que a corrente ou tensão sendo medida.
Elementos não indutivos são usados para fazer o fio deslizante e a bobina de resistência do potenciômetro AC, o que reduz erros de leitura.
As leituras de um potenciômetro AC são afetadas por campos magnéticos externos, portanto, esses campos são eliminados durante a medição.
A fonte de alimentação deve ser senoidal e livre de harmônicas, pois a presença de harmônicas torna difícil alcançar o equilíbrio.
Tipos de Potenciômetro AC
Os potenciômetros AC são classificados de acordo com os valores medidos por seus mostradores e escalas. Os potenciômetros AC podem ser classificados amplamente como segue:
Potenciômetro do Tipo Polar
Potenciômetro do Tipo Coordenado
O potenciômetro do tipo coordenado está equipado com duas escalas, que são usadas para ler o componente em fase V1 e o componente em quadratura V2 da tensão desconhecida V. Essas duas tensões estão 90° fora de fase uma com a outra. O potenciômetro é projetado de modo que possa ler tanto os valores positivos quanto negativos de V1 e V2, e pode cobrir todos os ângulos até 360°.
Aplicações do Potenciômetro
O potenciômetro AC encontra aplicações extensivas em diversos campos. Algumas de suas principais aplicações são detalhadas abaixo:
1. Calibração de Voltímetro
O potenciômetro AC é capaz de medir diretamente baixas tensões de até 1,5V. Para medir tensões maiores, ele pode utilizar uma caixa de divisão de tensão ou empregar dois capacitores conectados em série com o potenciômetro.
2. Calibração de Amperímetro
A medição de corrente alternada pode ser realizada usando um resistor padrão não indutivo em conjunto com o potenciômetro.
3. Teste de Wattímetro e Medidor de Energia
Os circuitos de teste para wattímetros e medidores de energia são semelhantes aos usados em medições DC. Um transformador de deslocamento de fase é conectado ao potenciômetro para ajustar a fase da tensão em relação à corrente. Dessa forma, a tensão e a corrente podem ser variadas em diferentes fatores de potência.
4. Medição da Reatância Própria de uma Bobina
Uma reatância padrão é colocada em série com a bobina cuja reatância própria precisa ser medida.
O potenciômetro AC desempenha um papel crucial em medições de engenharia onde uma precisão de 0,5% a 1% é indispensável. Ele também é empregado em cenários onde uma tensão precisa ser decomposta em dois componentes. Este instrumento fornece resultados altamente precisos em testes magnéticos e na calibração precisa de transformadores de instrumentos, tornando-o uma ferramenta essencial nessas áreas especializadas da engenharia elétrica.
Neste tipo de potenciômetro, a magnitude da tensão desconhecida é medida a partir de uma escala, e seu ângulo de fase é lido diretamente a partir de uma segunda escala. A configuração permite a leitura de ângulos de fase até 360°. A tensão é lida na forma V∠θ.
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