Калибрација амперметра, волтметра и ватметра помоћу потенциометра

Знамо да се напон, струја и снага мере у волтима, амперима, а за мерење ових параметара користе се вати и волтметар, амперметар и ватметар. Иако су ови мерни инструменти произведени пажљиво, ипак могу да дају очитавања грешака на крају купца. Дакле, ови инструменти су калибрисани како би се грешка свела на минимум. Овде у овом чланку ћемо објаснити како да калибришете волтметар, амперметар и ватметар помоћу потенциометра.

Пре него што улазимо у детаље, прво разговарајмо о важном концепту који се користи у овом чланку.

Ако имамо паралелно повезана два извора напона исте вредности, као што је приказано доле, тада између њих неће бити струје. То је зато што су потенцијалне вредности оба извора исте и ниједан од извора не може да пребаци набој на други. Дакле, у кругу галванометар не показује никакво угибање.

У процесу калибрације користићемо исти феномен балансирања два извора напона.

Калибрација потенциометра

Горња слика приказује дијаграм кола за калибрацију потенциометра.

На слици је коришћена стандардна ћелија са напоном 1,50 В која не ствара флуктуације напона ни у миливолтима при оптерећењу. Ова врста стабилног извора неопходна је за калибрацију потенциометра без икаквих грешака.

Проводна скала се прецизно скалира како би се избегло пропуштање очитавања током мерења. Проводна вага такође има глатку површину са урезаним димензијама за једнаку расподелу отпора по целој својој дужини.

Реостат је присутан за подешавање протока струје у кругу кола и на тај начин можемо прилагодити пад напона по јединици дужине дуж проводне скале. Овде је такође повезан галванометар за визуелизацију дефекта који се дешава у случају протока струје између стандардне ћелијске петље и проводне петље скале. Овде је непознати ЕМФ повезан са галванометром ради мерења након калибрације потенциометра.

Рад:

Прво УКЉУЧИТЕ напајање и подесите реостат тако да струја од неколико стотина милиампера тече у главној петљи круга. Будући да је проводна скала такође у главној петљи, иста струја пролази кроз њу стварајући пад напона. Иако се пад напона на металној ваги равномерно распоређује по целом телу.

Након појаве пада напона дуж проводне скале, ако узмемо клизни контакт и померимо се дуж металне скале од нуле, тада струја прелази из секундарног у примарни круг због неравнотеже кола. А како се клизни контакт удаљава од нуле, величина овог струјног тока опада. То је зато што ће се, како се површина контакта повећава, пад напона на скалираном подручју приближити напону стандардне ћелије. Дакле, у одређеној тачки ће пад напона на скалираном подручју бити једнак напону стандардне ћелије и у том тренутку неће проћи струја између два кола.

Сада када је галванометар прикључен у секундарни круг, он ће показати одступање на свом дисплеју због протока струје и веће струје ће бити одступање. На основу овога, галванометар неће показивати одступања само када су оба кола уравнотежена и ово је стање које ћемо покушати постићи за калибрацију потенциометра.

За боље разумевање, погледајмо коло приказано доле које показује стање равнотеже.

Ако отпор металног контакта од дужине 0 до 100 цм претпоставимо као „Р“, тада је пад напона на целом металном контакту дужине 100 цм В = ИР. Будући да смо претпоставили уравнотежени круг, овај пад напона 'В' мора бити једнак напону стандардне ћелије и при очитавању галванометра неће бити нула одступања.

Сада мерењем ове тачне дужине на којој галванометар показује нулу, можемо калибрисати скалу потенциометра на основу стандардне вредности напона ћелије.

Дакле, 1цм дужине скале држи = 1,5в / 100цм = 0,005В = 5мВ.

Након познавања пада напона по центиметру у скали потенциометра, спојите непознати напон на секундарни круг и померите контакт да бисте измерили дужину на којој ћемо имати нула одступања. Након познавања ове дужине скале на којој се одвија равнотежа, можемо измерити вредност непознатог ЕМФ као, В = (дужина контакта) к (5мВ).

Примена потенциометара

Поред мерења непознатог напона, потенциометар се такође може користити за мерење струје и снаге, само му треба пар додатних компоненти за њихово мерење.

Поред мерења напона, струје и снаге, потенциометри се углавном користе за калибрацију волтметара, амперметара и ватметара. Такође, с обзиром да је потенциометар једносмерни уређај, инструменти који се калибришу морају бити једносмерног гвожђа или електродинамометра.

Калибрација волтметра помоћу потенциометра

У колу је најважнија компонента за поступак калибрације одговарајуће стабилно напајање једносмерним напоном. То је зато што ће свака флуктуација напона напајања изазвати грешку у калибрацији волтметра, што ће довести до целокупног неуспеха експеримента. Дакле, стандардна напонска ћелија са стабилном терминалном вредношћу узима се као извор и паралелно повезује волтметром који треба калибрисати. Два потпорна лонца 'РВ1' и 'РВ2' користе се за подешавање напона који ће се појавити на волтметру, као што је приказано на слици.

Кутија за однос напона такође је паралелно повезана са волтметром да би се поделио напон на волтметру и добила одговарајућа вредност погодна за повезивање потенциометра.

Са целокупном поставком на месту, спремни смо за тестирање тачности волтметра. Дакле, за почетак, само обезбедите струјни круг да добијете очитање на волтметру и непознати напон на излазу из кутије напона. Сада ћемо користити калибрисани потенциометар за мерење овог непознатог напона.

Након очитавања потенциометра, проверите да ли се очитавање потенциометра подудара са очитањем волтметра. Будући да потенциометар мери праву вредност напона, ако се очитавање потенциометра не подудара са очитањем волтметра, тада је назначена негативна или позитивна грешка. А за корекцију, калибрациона крива се може нацртати уз помоћ очитавања волтметра и потенциометра.

Такође, за тачност мерења потребно је измерити напоне у близини максималног опсега потенциометра што је даље могуће.

Калибрација амперметра помоћу потенциометра

Као што је горе поменуто, користићемо одговарајући стабилни напон једносмерне струје како бисмо избегли грешке у калибрацији које не производе осцилације напона током читавог експеримента. Реостат се користи за подешавање величине струје која протиче кроз читав круг. Такође, стандардни отпор 'Р' одговарајуће вредности са довољном носивошћу струје поставља се у серију са амперметром (који је у фази калибрације) за добијање напонског параметра који се односи на струју која тече у колу.

Сада након што је напајање УКЉУЧЕНО, струја 'И' протиче кроз читав круг и са тим очитавањем струје генерисаће амперметар присутан у петљи. Такође, доћи ће до пада напона на стандардном отпору 'Р' због овог протока струје.

Сада ћемо помоћу потенциометра измерити напон на стандардном отпору, а затим употребити закон ома за израчунавање струје кроз стандардни отпор.

То је струја И = В / Р, где је В = напон на стандардном отпорнику мерено потенциометром, а Р = отпор стандардног отпорника.

Пошто користимо стандардни отпорник, отпор ће бити тачно познат, а напон на стандардном отпорнику мери се потенциометром. Израчуната вредност биће тачна вредност струје која пролази кроз петљу. Затим упоредите ову израчунату вредност са очитавањем амперметра да бисте проверили тачност амперметра. Ако постоје грешке, можемо извршити потребна прилагођавања амперметра ради исправљања грешака.

Калибрација ватметра помоћу потенциометра

Као што је горе поменуто за тачан поступак калибрације, као изворе користићемо два одговарајућа стабилна напајања са једносмерним напоном. Обично је нисконапонско напајање повезано у серију са тренутном завојницом ватметра, а умерено напајање повезано је са потенцијалном завојницом ватметра. Реостат у горњем кругу служи за подешавање величине струје која пролази кроз завојницу струје, а трим потисник у доњем колу се користи за подешавање напона на потенцијалној завојници.

Не заборавите да је за подешавање напона пожељан трим лонац, а за подешавање струје у колу реостат.

Такође, стандардни отпор 'Р' прикладне вредности и довољне носивости струје поставља се у серију са тренутном завојницом ватметра. И овај стандардни отпор ће генерисати пад напона на њему када струја струји у кругу завојнице струје.

Након укључивања напајања добићемо два непозната очитања напона, једно је на излазу раздјелника напона, а друго преко стандардног отпора 'Р'. Сада, ако се потенциометар користи за мерење напона на стандардном отпорнику, онда можемо користити закон ома за израчунавање струје кроз стандардни отпор. Будући да је тренутна завојница у серији са стандардним отпором, израчуната вредност такође представља струју која пролази кроз завојницу. На сличан начин, други пут употријебите потенциометар за мерење напона на потенцијалној завојници ватметра.

Сада када смо измерили струју кроз тренутну завојницу и напон на потенцијалној завојници помоћу потенциометра, можемо израчунати снагу као

Снага П = Очитавање напона к Тренутна вредност.

Након израчунавања можемо упоредити ову израчунату вредност са очитавањем ватметра како бисмо проверили грешке. Једном када се грешке пронађу, извршите неопходна подешавања ватметра како бисте прилагодили грешке.

Тако се потенциометар може користити за калибрацију волтметра, амперметра и ватметра како би се добила тачна очитања.