Calibrarea ampermetrului, voltmetrului și wattmetrului folosind potențiometrul

Știm că tensiunea, curentul și puterea sunt măsurate în volți, amperi și, pentru măsurarea acestor parametri, se utilizează wați și voltmetru, ampermetru și wattmetru. Deși aceste instrumente de măsurare sunt fabricate cu grijă, acestea pot da totuși citiri de eroare la finalul clientului. Deci, aceste instrumente sunt calibrate pentru a minimiza eroarea. Aici, în acest articol, vom explica cum se calibrează voltmetrul, ampermetrul și wattmetrul folosind un potențiometru.

Înainte de a intra în detaliu, haideți să discutăm mai întâi despre conceptul important utilizat în acest articol.

Dacă avem două surse de tensiune de aceeași valoare conectate în paralel așa cum se arată mai jos, atunci nu va exista niciun flux de curent între ele. Acest lucru se datorează faptului că valorile potențiale ale ambelor surse sunt aceleași și niciuna dintre surse nu poate împinge încărcarea pe cealaltă. Deci, în circuit, galvanometrul nu prezintă nicio deviere.

Vom folosi același fenomen de echilibrare a două surse de tensiune în procesul de calibrare.

Calibrarea potențiometrului

Figura de mai sus prezintă schema circuitului pentru calibrarea potențiometrului.

În figură, se folosește o celulă standard cu tensiune 1,50V care nu produce fluctuații de tensiune chiar și în milivolți la încărcare. Acest tip de sursă stabilă este necesară pentru calibrarea potențiometrului fără nicio eroare.

Scara conductivă este scalată cu precizie pentru a evita citirea greșită în timpul măsurătorilor. Scala conductivă are, de asemenea, o suprafață netedă, cu dimensiuni curate pentru o distribuție egală a rezistenței pe toată lungimea sa.

Reostatul este prezent pentru reglarea fluxului de curent în bucla circuitului și astfel putem regla căderea de tensiune pe unitate de lungime de-a lungul scalei conductoare. Un galvanometru este, de asemenea, conectat aici pentru vizualizarea defecțiunii care se întâmplă în cazul fluxului de curent între bucla standard a celulei și bucla de scală conductivă. CEM necunoscut aici este conectat la galvanometru pentru măsurare după calibrarea potențiometrului.

Lucru:

Mai întâi, porniți alimentarea și reglați reostatul pentru a permite curgerea unui curent de câteva sute de miliamperi în bucla circuitului principal. Deoarece scara conductivă este, de asemenea, în bucla principală, același curent curge prin ea producând o cădere de tensiune. Deși căderea de tensiune apare pe scara metalică va fi distribuită uniform de-a lungul corpului său.

După apariția căderii de tensiune de-a lungul scării conductive, dacă luăm contactul glisant și ne deplasăm de-a lungul scării metalice de la zero, atunci curentul curge din circuitul secundar în circuitul primar din cauza dezechilibrului circuitului. Și pe măsură ce contactul glisant se îndepărtează mai mult de zero, magnitudinea acestui curent de curent scade. Acest lucru se datorează faptului că, pe măsură ce zona de contact crește, căderea de tensiune în zona scalată se va apropia de tensiunea celulei standard. Deci, la un moment dat, căderea de tensiune în zona scalată va fi egală cu tensiunea celulei standard și în acel moment, nu va exista curent de curent între două circuite.

Acum, când un galvanometru este conectat în circuitul secundar, acesta va afișa o abatere pe afișajul său din cauza fluxului de curent și cu cât curentul va fi mai mare, abaterea va fi mai mare. Pe baza acestui fapt, galvanometrul nu va prezenta nicio abatere doar atunci când ambele circuite sunt echilibrate și aceasta este starea pe care vom încerca să o realizăm pentru calibrarea potențiometrului.

Pentru o mai bună înțelegere, să vedem circuitul prezentat mai jos, care arată starea de echilibru.

Dacă presupunem rezistența contactului metalic de la lungimea 0 la 100 cm ca „R”, atunci căderea de tensiune pe întregul contact metalic cu lungimea de 100cm este V = IR. Din moment ce am presupus un circuit echilibrat, această cădere de tensiune „V” trebuie să fie egală cu tensiunea celulei standard și va exista o abatere zero în citirea galvanometrului.

Acum, măsurând această lungime exactă la care galvanometrul arată zero, putem calibra scala potențiometrului pe baza valorii standard a tensiunii celulare.

Deci, lungimea scării de 1cm deține = 1,5v / 100cm = 0,005V = 5mV.

După ce cunoașteți căderea de tensiune pe centimetru în scala potențiometrului, conectați tensiunea necunoscută la circuitul secundar și glisați contactul pentru a măsura lungimea la care vom avea abaterea zero. După ce cunoaștem această lungime de scară la care are loc echilibrul, putem măsura valoarea EMF necunoscută ca, V = (lungimea contactului) x (5mV).

Aplicațiile potențiometrelor

În plus față de măsurarea tensiunii necunoscute, potențiometrul poate fi folosit și pentru măsurarea curentului și puterii, are nevoie doar de câteva componente suplimentare pentru măsurarea acestora.

În afară de măsurarea tensiunii, curentului și puterii, potențiometrele sunt utilizate în principal pentru calibrarea voltmetrelor, ampermetrelor și wattmetrului. De asemenea, deoarece potențiometrul este un dispozitiv de curent continuu, instrumentele care urmează să fie calibrate trebuie să fie de tip DC în mișcare sau electrodinamometre.

Calibrarea voltmetrului utilizând potențiometrul

În circuit, cea mai importantă componentă pentru procesul de calibrare este o alimentare adecvată stabilă de tensiune continuă. Acest lucru se datorează faptului că orice fluctuații ale tensiunii de alimentare vor provoca o eroare în calibrarea voltmetrului, ducând astfel la o întreagă defecțiune a experimentului. Deci, celula de tensiune standard cu o valoare terminală stabilă este luată ca sursă și conectată în paralel cu voltmetrul care trebuie calibrat. Cele două oale de tăiere „RV1” și „RV2” sunt utilizate pentru reglarea tensiunii care trebuie să apară pe voltmetru așa cum se arată în figură.

O cutie de raport de tensiune este, de asemenea, conectată în paralel cu voltmetrul pentru a împărți tensiunea pe voltmetru și pentru a obține valoarea adecvată potrivită pentru conectarea potențiometrului.

Cu întreaga configurare pusă la punct, suntem pregătiți să testăm acuratețea voltmetrului. Deci, pentru a începe, furnizați puterea circuitului pentru a obține o citire a voltmetrului și o tensiune necunoscută la ieșirea cutiei raportului de tensiune. Acum vom folosi un potențiometru calibrat pentru a măsura această tensiune necunoscută.

După ce ați citit potențiometrul, verificați dacă citirea potențiometrului se potrivește cu citirea voltmetrului. Deoarece potențiometrul măsoară valoarea reală a tensiunii, dacă citirea potențiometrului nu se potrivește cu citirea voltmetrului, atunci este indicată o eroare negativă sau pozitivă. Și pentru corectare, o curbă de calibrare poate fi trasată cu ajutorul citirilor voltmetrului și potențiometrului.

De asemenea, pentru precizia măsurătorilor, este necesar să se măsoare tensiunile în apropierea intervalului maxim al potențiometrului cât mai mult posibil.

Calibrarea ampermetrului folosind potențiometru

Așa cum s-a menționat mai sus, vom utiliza o tensiune stabilă de alimentare DC adecvată pentru a evita erorile de calibrare care nu produc fluctuații de tensiune pe parcursul întregului experiment. Un reostat este utilizat pentru reglarea magnitudinii curentului care curge prin întregul circuit. De asemenea, o rezistență standard „R” de valoare adecvată cu o capacitate suficientă de transportare a curentului este plasată în serie cu ampermetrul (care este în curs de calibrare) pentru a obține un parametru de tensiune care se referă la curentul care curge în circuit.

Acum, după ce alimentarea este pornită, un curent „I” circulă prin întregul circuit și cu această citire a debitului de curent va fi generat de ampermetrul prezent în buclă. De asemenea, va avea loc o cădere de tensiune pe rezistența standard „R” din cauza acestui flux de curent.

Acum vom folosi un potențiometru pentru a măsura tensiunea peste rezistența standard și apoi vom folosi legea ohmilor pentru a calcula curentul prin rezistența standard.

Acesta este curentul I = V / R Unde V = tensiunea peste rezistorul standard măsurată de potențiometru, iar R = rezistența unui rezistor standard.

Deoarece utilizăm rezistența standard, rezistența va fi cunoscută cu exactitate, iar tensiunea peste rezistența standard este măsurată de potențiometru. Valoarea calculată va fi valoarea exactă a curentului care curge prin buclă. Apoi comparați această valoare calculată cu citirea ampermetrului pentru a verifica acuratețea ampermetrului. Dacă există erori, putem face ajustările necesare pentru ca ampermetrul să remedieze erorile.

Calibrarea wattmetrului folosind potențiometrul

Așa cum s-a menționat mai sus pentru un proces de calibrare precis, vom folosi două surse de alimentare stabile adecvate de tensiune continuă ca surse. De obicei, sursa de joasă tensiune este conectată în serie cu bobina de curent a unui wattmetru și o sursă de tensiune moderată este conectată la bobina potențială a wattmetrului. Un reostat din circuitul superior este utilizat pentru reglarea magnitudinii curentului care curge prin bobina de curent, iar vasul de decupare din circuitul inferior este utilizat pentru reglarea tensiunii în bobina potențială.

Amintiți-vă că pentru reglarea tensiunii este preferată o potă de tăiere, iar reostatul este preferat pentru reglarea curentului într-un circuit.

De asemenea, o rezistență standard „R” de valoare adecvată și capacitate suficientă de transportare a curentului este plasată în serie cu bobina de curent a wattmetrului. Și această rezistență standard va genera o cădere de tensiune peste ea atunci când curentul curge în circuitul curent al bobinei.

După ce alimentarea este pornită, vom obține două citiri necunoscute de tensiune, una este la ieșirea divizorului de tensiune și cealaltă este la rezistența standard „R”. Acum, dacă se utilizează un potențiometru pentru a măsura tensiunea peste rezistența standard, putem folosi legea ohmilor pentru a calcula curentul prin rezistența standard. Deoarece bobina curentă este în serie cu rezistența standard, valoarea calculată reprezintă și curentul care trece prin bobina curentă. În mod similar, utilizați a doua oară potențiometrul pentru a măsura tensiunea pe bobina potențială a wattmetrului.

Acum că am măsurat curentul prin bobina de curent și tensiunea pe bobina potențială folosind un potențiometru, putem calcula puterea ca

Puterea P = Citirea tensiunii x Valoarea curentă.

După calcul, putem compara această valoare calculată cu citirea wattmetrului pentru a verifica erorile. Odată găsite erorile, efectuați ajustările necesare la wattmetru pentru a regla erorile.

Acesta este modul în care un potențiometru poate fi folosit pentru a calibra voltmetrul, ampermetrul și wattmetrul pentru a obține citiri precise.