Potansiyometre kullanarak ampermetre, voltmetre ve wattmetrenin kalibrasyonu

Voltaj, akım ve gücün volt, amper cinsinden ölçüldüğünü ve bu parametreleri ölçmek için watt ve voltmetre, ampermetre ve wattmetre kullanıldığını biliyoruz. Bu ölçüm cihazları özenle üretilmelerine rağmen müşteri tarafında yine de hata okumaları verebilirler. Bu nedenle bu cihazlar, hatayı en aza indirmek için kalibre edilir. İşte bu yazıda Voltmetre, Ampermetre ve Wattmetrenin bir potansiyometre kullanarak nasıl kalibre edileceğini açıklayacağız.

Ayrıntılara girmeden önce, önce bu makalede kullanılan önemli kavramı tartışalım.

Aşağıda gösterildiği gibi paralel bağlanmış aynı değerde iki voltaj kaynağımız varsa, aralarında akım akışı olmayacaktır. Bunun nedeni, her iki kaynağın potansiyel değerlerinin aynı olması ve kaynakların hiçbirinin diğerini yükleyememesidir. Yani devrede galvanometre herhangi bir sapma göstermez.

Kalibrasyon işleminde iki voltaj kaynağını dengelemek için aynı olguyu kullanacağız.

Potansiyometre Kalibrasyonu

Yukarıdaki şekil potansiyometre kalibrasyonu için devre şemasını göstermektedir.

Şekilde, 1.50V gerilimli standart bir hücre kullanılmıştır ve bu, yükleme sırasında milivolt cinsinden bile gerilim dalgalanmaları üretmez. Potansiyometreyi hatasız kalibre etmek için bu tür bir kararlı kaynak gereklidir.

İletken ölçek, ölçümler sırasında yanlış okumayı önlemek için doğru şekilde ölçeklenir. İletken cetvel ayrıca, tüm uzunluğu boyunca eşit direnç dağılımı için temiz kesilmiş boyutlara sahip pürüzsüz bir yüzeye sahiptir.

Reostat, devre döngüsündeki akım akışını ayarlamak için mevcuttur ve böylece iletken ölçek boyunca birim uzunluk başına voltaj düşüşünü ayarlayabiliriz. Standart hücre döngüsü ile iletken ölçek döngüsü arasında akım akışı olması durumunda meydana gelen arızayı görselleştirmek için buraya bir galvanometre de bağlanır. Buradaki bilinmeyen EMF, potansiyometrenin kalibrasyonundan sonra ölçüm için galvanometreye bağlanır.

Çalışma:

İlk olarak, gücü AÇIN ve reostatı, ana devre döngüsünde birkaç yüz miliamperlik bir akımın akmasına izin verecek şekilde ayarlayın. İletken ölçek aynı zamanda ana döngüde olduğundan, aynı akım içinden geçer ve bir voltaj düşüşü oluşturur. Voltaj düşüşü metal cetvel boyunca görünmesine rağmen, tüm gövdesine eşit olarak dağıtılacaktır.

İletken ölçek boyunca voltaj düşüşünün ortaya çıkmasından sonra, kayan kontağı alırsak ve metal ölçek boyunca sıfırdan hareket edersek, akım, devre dengesizliği nedeniyle ikincil devreden birincil devreye akar. Ve kayan temas sıfırdan uzaklaştıkça, bu akım akışının büyüklüğü azalır. Bunun nedeni, temas alanı arttıkça, ölçeklenen alandaki voltaj düşüşünün standart hücrenin voltajına yaklaşmasıdır. Yani belirli bir noktada, ölçeklenen alandaki voltaj düşüşü standart hücrenin voltajına eşit olacak ve bu noktada iki devre arasında akım akışı olmayacak.

Artık ikincil devreye bir galvanometre bağlandığından, akım akışı nedeniyle ekranında bir sapma gösterecek ve akım ne kadar yüksekse sapma o kadar fazla olacaktır. Buna dayanarak, galvanometre yalnızca her iki devre de dengelendiğinde sapma göstermez ve bu, potansiyometreyi kalibre etmek için elde etmeye çalışacağımız durumdur.

Daha iyi anlamak için, denge durumunu gösteren aşağıda gösterilen devreye bakalım.

0 ila 100 cm uzunluğundaki metal kontağın direncini 'R' olarak varsayarsak, 100 cm uzunluğundaki metal kontağın tamamı boyunca voltaj düşüşü V = IR olur. Dengeli bir devre varsaydığımız için , bu voltaj düşüşü 'V' standart hücrenin voltajına eşit olmalıdır ve galvanometre okumasında sıfır sapma olacaktır.

Şimdi, galvanometrenin sıfır gösterdiği bu tam uzunluğu ölçerek, potansiyometre ölçeğini standart hücre voltajı değerine göre kalibre edebiliriz.

Yani 1 cm'lik ölçek uzunluğu = 1.5v / 100cm = 0.005V = 5mV.

Potansiyometre ölçeğindeki santimetre başına voltaj düşüşünü öğrendikten sonra, bilinmeyen voltajı ikincil devreye bağlayın ve sıfır sapmaya sahip olacağımız uzunluğu ölçmek için kontağı kaydırın. Dengenin gerçekleştiği bu ölçek uzunluğunu bildikten sonra, bilinmeyen EMF'nin değerini şu şekilde ölçebiliriz:

V = (temas uzunluğu) x (5mV).

Potansiyometrelerin Uygulamaları

Bilinmeyen voltaj ölçümüne ek olarak, potansiyometre akımı ve gücü ölçmek için de kullanılabilir, bunları ölçmek için sadece birkaç ekstra bileşene ihtiyaç duyar.

Voltaj, akım ve gücü ölçmenin dışında potansiyometreler temel olarak voltmetreler, ampermetreler ve wattmetrenin kalibrasyonu için kullanılır. Ayrıca potansiyometre bir DC cihaz olduğu için kalibre edilecek cihazların DC hareketli demir veya elektrodinamometre tipi olması gerekmektedir.

Voltmetrenin Potansiyometre Kullanılarak Kalibrasyonu

Devrede, kalibrasyon işlemi için en önemli bileşen, uygun bir kararlı DC voltaj kaynağıdır. Bunun nedeni, besleme voltajındaki herhangi bir dalgalanmanın, voltmetre kalibrasyonunda bir hataya neden olacak ve böylece deneyin tamamen başarısız olmasına yol açacak olmasıdır. Böylelikle sabit terminal değerli standart gerilim hücresi kaynak olarak alınır ve kalibre edilmesi gereken voltmetre ile paralel bağlanır. İki trim potu 'RV1' ve 'RV2', şekilde gösterildiği gibi voltmetre boyunca görünecek voltajı ayarlamak için kullanılır.

Voltmetre boyunca voltajı bölmek ve potansiyometreyi bağlamak için uygun değeri elde etmek için bir voltaj oran kutusu da voltmetre ile paralel olarak bağlanır.

Tüm kurulum yerinde olduğunda, voltmetrenin doğruluğunu test etmeye hazırız. Bu yüzden başlamak için, voltmetre üzerinde bir okuma ve gerilim oranı kutusu çıkışında bilinmeyen bir gerilim elde etmek için devreye güç verin. Şimdi bu bilinmeyen voltajı ölçmek için kalibre edilmiş bir potansiyometre kullanacağız.

Potansiyometre okumasını aldıktan sonra, potansiyometre okumasının voltmetre okuması ile eşleşip eşleşmediğini kontrol edin. Potansiyometre voltajın gerçek değerini ölçtüğü için, potansiyometre okuması voltmetre okuması ile uyuşmuyorsa, negatif veya pozitif bir hata gösterilir. Düzeltme için, voltmetre ve potansiyometre değerleri yardımıyla bir kalibrasyon eğrisi çizilebilir.

Ayrıca, ölçümlerin doğruluğu için, potansiyometrenin maksimum aralığına yakın voltajları mümkün olduğunca ölçmek gerekir.

Potansiyometre kullanarak Ampermetrenin Kalibrasyonu

Yukarıda bahsedildiği gibi, tüm deney boyunca voltaj dalgalanmalarına neden olmayan kalibrasyon hatalarını önlemek için uygun bir kararlı DC besleme voltajı kullanacağız. Tüm devre boyunca akan akımın büyüklüğünü ayarlamak için bir reostat kullanılır. Ayrıca, devrede akan akımla ilgili bir voltaj parametresi elde etmek için, yeterli akım taşıma kapasitesine sahip uygun değerde standart bir direnç 'R' ampermetre (kalibrasyon altında) ile seri olarak yerleştirilir.

Şimdi, güç AÇIK konuma getirildikten sonra, tüm devre boyunca bir akım 'I' akar ve bu akım akış okuması ile döngüde bulunan ampermetre tarafından üretilecektir. Ayrıca, bu akım akışı nedeniyle standart direnç 'R' boyunca bir voltaj düşüşü meydana gelecektir.

Şimdi standart direnç boyunca voltajı ölçmek için bir potansiyometre kullanacağız ve ardından standart direnç üzerinden akımı hesaplamak için ohm yasasını kullanacağız.

Bu akım I = V / R Burada V = potansiyometre ile ölçülen standart direnç boyunca voltaj ve R = standart bir direncin direnci.

Standart direnci kullandığımız için, direnç doğru bir şekilde bilinecek ve standart direnç üzerindeki voltaj potansiyometre ile ölçülecektir. Hesaplanan değer döngüden geçen akımın doğru değeri olacaktır. Ardından ampermetrenin doğruluğunu kontrol etmek için bu hesaplanan değeri ampermetre okuması ile karşılaştırın. Herhangi bir hata varsa, hataları düzeltmek için ampermetre için gerekli ayarlamaları yapabiliriz.

Potansiyometre kullanarak Wattmetrenin Kalibrasyonu

Doğru bir kalibrasyon işlemi için yukarıda bahsedildiği gibi, kaynak olarak iki uygun kararlı DC voltaj güç kaynağı kullanacağız. Genellikle, düşük voltaj kaynağı bir wattmetrenin akım bobini ile seri olarak bağlanır ve wattmetrenin potansiyel bobinine orta düzeyde bir voltaj kaynağı bağlanır. Akım bobininden geçen akımın büyüklüğünü ayarlamak için üst devrede bir reosta, potansiyel bobin boyunca voltajı ayarlamak için alt devrede trim potu kullanılır.

Voltajı ayarlamak için bir trim potunun tercih edildiğini ve bir devredeki akımı ayarlamak için reostanın tercih edildiğini unutmayın.

Ayrıca, uygun değerde ve yeterli akım taşıma kapasitesinde standart bir direnç 'R', wattmetrenin akım bobini ile seri olarak yerleştirilir. Ve bu standart direnç, mevcut bobin devresinde akım akarken üzerinde bir voltaj düşüşü oluşturacaktır.

Güç AÇIK konuma getirildikten sonra iki bilinmeyen voltaj okuması alacağız, biri voltaj bölücü çıkışında ve diğeri standart direnç 'R' üzerindedir. Şimdi, standart direnç boyunca voltajı ölçmek için bir potansiyometre kullanılıyorsa, o zaman akımı standart direnç üzerinden hesaplamak için ohm yasasını kullanabiliriz. Akım bobini standart dirençle seri olduğundan, hesaplanan değer aynı zamanda akım bobininden geçen akımı temsil eder. Benzer şekilde, wattmetrenin potansiyel bobini boyunca voltajı ölçmek için potansiyometreyi ikinci kez kullanın.

Bir potansiyometre kullanarak akım bobini boyunca akımı ve potansiyel bobin boyunca voltajı ölçtüğümüze göre, gücü şu şekilde hesaplayabiliriz:

Güç P = Gerilim okuma x Akım değeri.

Hesapladıktan sonra, hataları kontrol etmek için hesaplanan bu değeri wattmetre okuması ile karşılaştırabiliriz. Hatalar bulunduktan sonra, hataları ayarlamak için wattmetrede gerekli ayarlamaları yapın.

Doğru okumalar elde etmek için Voltmetre, Ampermetre ve wattmetreyi kalibre etmek için bir potansiyometre bu şekilde kullanılabilir.