Electrodinamómetro tipo vatímetro

Antes de estudiar la construcción interna del vatímetro del electrodinamómetro, es esencial conocer el principio de funcionamiento del vatímetro del electrodinamómetro. El vatímetro de tipo dinamómetro funciona con un principio muy simple y este principio se puede afirmar que cuando cualquier conductor de corriente se coloca dentro de un campo magnético, experimenta una fuerza mecánica y, debido a esta fuerza mecánica, se produce una desviación del conductor.

Construcción y principio de funcionamiento del electrodinamómetro tipo vatímetro

Ahora veamos los detalles de construcción del electrodinamómetro. Hay dos tipos de bobinas presentes en el electrodinamómetro:

Bobina móvil

La bobina móvil mueve el puntero con la ayuda del instrumento de control de resorte. Limitado de flujos de corriente a través de la bobina móvil para evitar el calentamiento. Entonces, para limitar la corriente, hemos conectado la resistencia de alto valor en serie con la bobina móvil. El movimiento tiene un núcleo de aire y se monta en un eje pivotante y puede moverse libremente. En el vatímetro del electrodinamómetro, la bobina móvil funciona como bobina de presión. Por lo tanto, la bobina móvil está conectada a través del voltaje y, por lo tanto, la corriente que fluye a través de esta bobina es siempre proporcional al voltaje.

Bobina fija

La bobina fija se divide en dos partes iguales y éstas se conectan en serie con la carga, por lo tanto, la corriente de carga fluirá a través de estas bobinas. Ahora la razón es muy obvia de usar dos bobinas fijas en lugar de una, de modo que pueda construirse para transportar una cantidad considerable de corriente eléctrica. Estas bobinas se denominan bobinas actuales del vatímetro del electrodinamómetro. Anteriormente, estas bobinas fijas están diseñadas para transportar la corriente de aproximadamente 100 amperios, pero ahora el vatímetro moderno está diseñado para transportar una corriente de aproximadamente 20 amperios para ahorrar energía.

Sistema de control

Fuera de dos sistemas de control, es decir;

  1. Control de gravedad
  2. Control de resorte, solo se utilizan sistemas controlados por resorte en estos tipos de vatímetro. El sistema controlado por gravedad no puede emplearse porque serán una cantidad apreciable de errores.

Sistema de amortiguación

Se utiliza la amortiguación por fricción del aire, ya que la amortiguación de la corriente de Foucault distorsionará el débil campo magnético de operación y, por lo tanto, puede provocar un error.

Escala

Hay una escala uniforme que se usa en estos tipos de instrumentos, ya que la bobina móvil se mueve linealmente en un rango de 40 grados a 50 grados en cada lado.

Ahora derivemos las expresiones para el par de control y los pares de desviación. Para obtener estas expresiones, consideremos el siguiente diagrama de circuito:

Sabemos que el par instantáneo en instrumentos de tipo electrodinámico es directamente proporcional al producto de los valores instantáneos de las corrientes que fluyen a través de las bobinas y la tasa de cambio del flujo vinculado con el circuito.

Sean I1 e I2 los valores instantáneos de las corrientes en las bobinas de presión y corriente, respectivamente. Así que la expresión para el par se puede escribir como:

Donde, x es el ángulo.

Ahora deje que el valor de voltaje aplicado a través de la bobina de presión sea

Suponiendo que la resistencia eléctrica a la bobina de presión sea muy alta, podemos descuidar la reactancia con respecto a su resistencia. En esto, la impedancia es igual a su resistencia eléctrica, por lo tanto es puramente resistiva.

La expresión para la corriente instantánea se puede escribir como I2 = v / Rp donde Rp es la resistencia de la bobina de presión.

Si hay una diferencia de fase entre el voltaje y la corriente eléctrica, entonces la expresión para la corriente instantánea a través de la bobina de corriente se puede escribir como:

 

Como la corriente a través de la bobina de presión es muy muy pequeña en comparación con la corriente a través de la bobina de corriente, la corriente a través de la bobina de corriente puede considerarse igual a la corriente de carga total.

Por lo tanto, el valor instantáneo del par se puede escribir como:

 

El valor promedio del par de desviación se puede obtener integrando el par instantáneo desde el límite 0 hasta T, donde T es el período de tiempo del ciclo.

El par de control viene dado por Tc = Kx, donde K es constante de resorte y x es el valor de deflexión en estado estacionario final.

 

Ventajas del electrodinamómetro tipo vatímetro

Las siguientes son las ventajas del vatímetro de tipo electrodinamómetro y están escritas de la siguiente manera:

  • La escala es uniforme hasta cierto límite.
  • Se pueden usar para medir tanto en CA como en cantidades de CC, ya que la escala está calibrada para ambos.

Errores en el vatímetro del electrodinamómetro

A continuación se detallan los errores en los vatímetros de tipo electrodinamómetro:

  • Errores en la inductancia de la bobina de presión.
  • Los errores pueden deberse a la capacitancia de la bobina de presión.
  • Los errores pueden deberse a efectos de inductancia mutua.
  • Los errores pueden deberse a conexiones (es decir, la bobina de presión está conectada después de la bobina de corriente)
  • Error debido a corrientes de Foucault.
  • Errores causados ​​por la vibración del sistema en movimiento.
  • Error de temperatura.
  • Errores debidos a campo magnético perdido.