Como el nombre sugiere el bajo medidor de factor de potencia son los instrumentos que miden con precisión los valores inferiores del factor de potencia. Antes de que estudiemos más sobre la medidor de bajo factor de potenciaes muy esencial saber por qué hay un requisito de medidor de bajo factor de potencia, aunque usamos el ordinario electrodinamómetro para medir el factor de potencia?
La respuesta a esta pregunta es muy simple ya que da resultados inexactos.
Ahora bien, hay dos razones principales que nos sugieren que no debemos usar un vatímetro ordinario para medir el bajo valor de factor de potencia.
- El valor del par de desviación es muy bajo, aunque excitamos completamente el actual y bobinas de presión.
- Errores debidos a la inductancia de la bobina de presión.
Las dos razones anteriores dan resultados muy inexactos, por lo que no debemos usar medidores de vatios normales u ordinarios para medir el bajo valor del factor de potencia. Sin embargo, haciendo alguna modificación o añadiendo algunas nuevas características podemos usar un vatímetro electrodinámico modificado o el factor de potencia bajo para medir el factor de potencia bajo con precisión. Aquí vamos a discutir, donde necesitamos hacer la modificación. Estos se discuten uno por uno a continuación:
(1) El resistencia eléctrica de la bobina de presión ordinaria de vatímetros se reduce a un valor bajo tal que la corriente en el circuito de la bobina de presión se incrementa, por lo que conduce a. En esta categoría surgen dos diagramas de casos que se muestran a continuación:
En la primera categoría, ambos extremos de la bobina de presión están conectados al lado de suministro (es decir, la bobina de corriente está en serie con la carga). La tensión de alimentación es igual a la voltaje a través de la bobina de presión. Así que en este caso tenemos la potencia mostrada por el primer vatímetro es igual a la pérdida de potencia en la carga más la pérdida de potencia en la bobina de corriente.
En la segunda categoría, la bobina de corriente no está en serie con la carga y el voltaje a través de la bobina de presión no es igual al voltaje aplicado. El voltaje a través de la bobina de presión es igual al voltaje a través de la carga. En esta potencia que muestra el segundo medidor de vatios es igual a la pérdida de potencia en la carga más la pérdida de potencia en la bobina de presión.
De la discusión anterior concluimos que en ambos casos tenemos cierta cantidad de errores por lo que es necesario hacer alguna modificación en los circuitos anteriores para tener un error mínimo.
El circuito modificado se muestra a continuación:
Hemos utilizado aquí una bobina especial llamada bobina de compensación, que lleva una corriente igual a la suma de dos corrientes, es decir, la corriente de carga más la corriente de la bobina de presión. La bobina de presión está colocada de tal manera que el campo producido por la bobina de compensación se opone al campo producido por la bobina de presión como se muestra en el diagrama de circuitos anterior.
Por lo tanto, el campo neto se debe a la corriente I solamente. Por lo tanto, de esta manera el error causado por la bobina de presión puede ser neutralizado.
(2) Requerimos una bobina de compensación en el circuito para hacer que la baja medidor de factor de potencia. Es la segunda modificación que hemos discutido en detalle anteriormente.
(3) Ahora el tercer punto trata de la compensación de la inductancia de la bobina de presión, lo que se puede lograr haciendo una modificación en el circuito anterior.
Ahora vamos a derivar una expresión para el factor de corrección de la inductancia de la bobina de presión. Y a partir de este factor de corrección vamos a derivar una expresión para el error debido a la inductancia de la bobina de presión. Si consideramos la inductancia de la bobina de presión no tenemos voltaje a través de la presión en fase con el aplicado voltaje. Por lo tanto, en ese caso, se retrasa por un ángulo
Donde, R es la resistencia eléctrica en serie con la bobina de presión, rp es la resistencia de la bobina de presión, aquí también concluimos que la corriente en la bobina de corriente también se retrasa en algún ángulo con la corriente en la bobina de presión. Y este ángulo viene dado por C = A b. En este momento la lectura de la voltímetro está dada por
¿Dónde, Rp es (rp+R) y x es el ángulo. Si ignoramos el efecto de la inductancia de la presión, es decir, poniendo b = 0, tenemos la expresión de la verdadera potencia como
Al tomar la relación de las ecuaciones (2) y (1) tenemos la expresión para el factor de corrección como se escribe a continuación:
Y a partir de este factor de corrección se puede calcular el error como
Al sustituir el valor del factor de corrección y tomar la aproximación adecuada tenemos la expresión para el error como VIsin(A)*tan(b).
Ahora sabemos que el error causado por la inductancia de la bobina de presión viene dado por la expresión e = VIsin(A) tan(b), si factor de potencia es bajo (es decir, en nuestro caso el valor de es grande por lo tanto tenemos un gran error). Por lo tanto, para evitar esta situación hemos conectado la resistencia serie variable con un condensador como se muestra en la figura anterior. Este circuito final modificado así obtenido se llama medidor de bajo factor de potencia. Una baja moderna medidor de factor de potencia está diseñado de tal manera que proporciona una alta precisión mientras mide factores de potencia incluso inferiores a 0,1.