Definición: El instrumento cuyo funcionamiento depende de la reacción entre el campo magnético de bobinas móviles y fijas se conoce como Electrodinamómetro Vatímetro. Se utiliza para medir la potencia de los circuitos de CA y CC.
El principio de funcionamiento del Electrodinamómetro Vatímetro es muy simple y fácil. Su funcionamiento depende de la teoría de que el conductor portador de corriente colocado en un campo magnético experimenta una fuerza mecánica. Esta fuerza mecánica desvía el indicador que está montado en la escala calibrada.
Índice de contenidos
Construcción de vatímetro de electrodinamómetro
Las siguientes son las partes importantes del electrodinamómetro vatímetro.
- bobina fija – La bobina fija se conecta en serie con la carga. Se considera como una bobina de corriente porque la corriente de carga fluye a través de ella. Para facilitar la construcción, la bobina fija se divide en dos partes. Y estos dos elementos están conectados en paralelo entre sí. La bobina fija produce el campo eléctrico uniforme que es esencial para el funcionamiento de los instrumentos. La bobina de corriente de los instrumentos está diseñada para transportar una corriente de aproximadamente 20 amperios para ahorrar energía.
- bobina móvil – La bobina móvil se considera como la bobina de presión de los instrumentos. Se conecta en paralelo con la tensión de alimentación. La corriente que circula por ellos es directamente proporcional a la tensión de alimentación. El puntero se monta en la bobina móvil. El movimiento del puntero se controla con la ayuda del resorte. La corriente que fluye a través de la bobina aumenta su temperatura. Los flujos de corrientes se controlan con la ayuda de una resistencia que se conecta en serie con la bobina móvil.
- Control – El sistema de control proporciona el par de control a los instrumentos. El control de gravedad y el control de resorte son los dos tipos de sistema de control. De dos, el vatímetro de electrodinamómetro utiliza un sistema de control de resorte. El sistema de control de resorte se utiliza para el movimiento del puntero.
- Mojadura – La amortiguación es el efecto que reduce el movimiento de la aguja. En este vatímetro, el par de amortiguación se produce debido a la fricción del aire. Los otros tipos de amortiguamiento no se utilizan en el sistema porque destruyen el flujo magnético útil.
- Escalas y punteros – Los instrumentos utilizan una escala lineal porque su bobina móvil se mueve linealmente. El aparato utiliza el puntero del filo de la navaja para eliminar el error de paralaje causado por descuidos.
Funcionamiento del vatímetro del electrodinamómetro
El Electrodinamómetro Vatímetro tiene dos tipos de bobinas; fijo y la bobina móvil. La bobina fija se conecta en serie con el circuito cuyo consumo de energía se va a medir. La tensión de alimentación se aplica a la bobina móvil. La resistencia controla la corriente a través de la bobina móvil y está conectada en serie con ella.
El puntero se fija en la bobina móvil que se coloca entre las bobinas fijas. La corriente y el voltaje de la bobina fija y móvil generan los dos campos magnéticos. Y la interacción de estos dos campos magnéticos desvía la aguja del instrumento. La desviación del puntero es directamente proporcional a la potencia que fluye a través de él.
Teoría del vatímetro del electrodinamómetro
El diagrama de circuito del vatímetro del electrodinamómetro se muestra en la siguiente figura.
El par instantáneo actúa sobre la aguja del vatímetro y viene dado por la ecuación
Donde, ip – corriente de la bobina de presión
ic- corriente de bobina actual
dm/dθ – la tasa de cambio de desviación del puntero con respecto al ángulo θ
El voltaje a través de la bobina de presión del circuito se da como
Si la bobina de presión es puramente resistiva, entonces su corriente está en fase con el voltaje. Y el valor de la corriente viene dado por la ecuación.
Si la bobina de corriente se retrasa por un voltaje en el ángulo de fase Φ, la corriente a través de la bobina de corriente se da como
ip = √2Isen(ωt-∅)
El valor de la corriente en la bobina de presión es muy pequeño. Por lo tanto, la corriente que fluye a través de la bobina de presión se considera como la corriente de carga total. El par que actúa sobre las bobinas se convierte en
El par de deflexión medio se obtiene integrando el par de 0 al límite T. El par de deflexión promedio de la bobina se da como
El par de control ejercido sobre el resorte está dado por
Errores en vatímetro de electrodinamómetro
Los siguientes son los errores en el vatímetro del electrodinamómetro
- Inductancia de bobina de presión – La bobina de presión del Electrodinamómetro tiene cierta inductancia. Debido a la inductancia, la corriente de las bobinas de presión va a la zaga del voltaje. Por lo tanto, el factor de potencia del vatímetro se retrasa y el medidor lee una lectura alta.
- Capacidad de la bobina de presión – La bobina de presión tiene capacitancias junto con la inductancia. Esta capacitancia aumenta el factor de potencia del instrumento. Por lo tanto causa el error en la lectura.
- Error debido al efecto de inductancia mutua – La inductancia mutua entre la bobina de presión y corriente produce un error.
- Error de corrientes de Foucault – La corriente de Foucault que se induce en la bobina crea su propio campo magnético. Este campo afecta los flujos de corriente principal a través de la bobina. Así, el error se produce en la lectura.
- Campo magnético errante – El campo magnético errante perturba el campo magnético principal del vatímetro electrodinámico. Por lo tanto, afectar su lectura.
- error de temperatura – La variación de temperatura cambiará la resistencia de la bobina de presión. El movimiento del resorte, que proporciona el par de control, también se ve afectado por el cambio de temperatura. Por lo tanto, el error se produce en la lectura.
La calibración del vatímetro del electrodinamómetro es la misma tanto para la medición de CA como de CC.