Принцип уравновешивания напряжений может быть применен и на переменном токе. При этом для осуществления компенсации измеряемого напряжения компенсирующим напряжением необходимо, чтобы их мгновенные значения были равны в любой момент времени, что возможно при условии, если и одной и той же частоты и формы. Обычно форма - синусоидальная, а может быть любая, так что полной компенсации в общем случае осуществить нельзя. Поэтому уравновешивают лишь основную (первую) гармонику .
В качестве указателя равновесия используется прибор, обладающий избирательными (селективными) свойствами, например, вибрационный гальванометр или усилитель с резонансным фильтром и электромеха-ническим прибором.
Регулируемое по фазе и амплитуде компенсирующее напряжение можно получить двумя способами: с помощью фазорегулятора и делителя напряжения и как геометрическую сумму двух регулируемых по амплитуде напряжений Uа и Uj, сдвинутых одно относительно другого на постоянный угол, равный 90°. В соответствии с этим имеются две разновидности компенсаторов переменного тока – полярно-координатные и прямоугольно-координатные.
|
|
Принципиальная схема полярно-координатного компенсатора приведена на рис. 2.10. Компенсирующее напряжение определяется как
.
Модуль рабочего тока контролируется амперметром А и устанавливается реостатом R y, Применение амперметра для контроля рабочего тока вызвано тем, что отсутствуют меры переменных токов и напряжений, аналогичные нормальным элементам постоянного напряжения.
Рис. 2.10 Рис. 2.11
Следовательно, погрешность измерения модуля U х будет определяться погрешностью амперметра A. Регулируя значение U k перемещением движков делителя и изменяя фазу jк поворотом ротора фазорегулятора, добиваются отсутствия отклонения указателя равновесия, и по положению движков делителя и ротора фазорегулятора отсчитывают
На рис.2.11 показана принципиальная схема прямоугольно-координатного компенсатора. Он имеет два делителя напряжения, средние точки которых соединены проводником. Делитель R1 питается рабочим током I рa, устанавливаемым по амперметру. В цепь тока I рa включена первичная катушка взаимной индуктивности M, предназначенной для питания делителя R 2 током , который равен
, где –ЭДС во вторичной обмотке L 2-индуктивность вторичной обмотки М, сопротивление которой , –сопротивление, необходимое для поддержания определенного значения тока I pj при изменении частоты.
Таким образом, ток I pj сдвинут по фазе относительно тока I pa на 900, в результате и напряжения U a и U j сдвинуты на 900.
Добившись равновесия перемещением движков реостатов, определяют , откуда определяют его модуль и фазу
|
|
Компенсаторы переменного тока применяют для измерения малых по уровню напряжений, комплексных напряжений, а с дополнительными преобразователями измеряют токи и комплексные сопротивления. Очень удобны они при построении векторных диаграмм сложных электрических и магнитных цепей.