Inhalt
- Stufen
- Teil 1 Berechnen Sie die Induktivität einer Spule
- Teil 2 Induktivitätsmessung mit Widerstand
- Teil 3 Induktivitätsmessung mit einem Kondensator und einem Widerstand
Der Begriff "Induktivität" kann sich entweder auf eine "gegenseitige Induktion" (wenn ein elektrischer Stromkreis eine Spannung infolge einer Änderung des Stroms in einem anderen Stromkreis erzeugt) oder auf eine "Selbstinduktion" (wenn der Stromkreis eine Spannung erzeugt) beziehen Elektrizität erzeugt eine Spannung infolge einer Änderung des in der Schaltung fließenden Stroms. In beiden Fällen ist die Induktivität durch das Verhältnis zwischen Spannung und Strom gegeben, und die Maßeinheit ist Henry (Symbol: H). Somit beträgt die Induktivität eines Stromkreises 1 Henry, wenn ein Strom, der diesen Stromkreis durchfließt, durch gleichmäßiges Variieren mit einer Rate von 1 Ampere pro Sekunde an seinen Anschlüssen eine elektromotorische Kraft von 1 Volt erzeugt. Da diese Einheit groß genug ist, wird die Induktivität normalerweise in Millihenry (mH), einem Tausendstel eines Henrys oder Mikrohenry (μH), einem Millionstel eines Henrys ausgedrückt. Und es gibt verschiedene Methoden, um die Induktivität einer Induktionsspule zu messen.
Stufen
Teil 1 Berechnen Sie die Induktivität einer Spule
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Schließen Sie die Induktivität an eine Impulsspannungsquelle an. Halten Sie den Impulszyklus unter 50%. -
Installieren Sie die Stromdetektoren. Sie müssen einen Strommesswiderstand oder einen Stromsensor in der Schaltung verwenden. Unabhängig davon, welchen Detektor Sie verwenden, müssen Sie ihn an ein Oszilloskop anschließen. -
Führen Sie eine Überprüfung durch. Überprüfen Sie die Stromspitzen und das Zeitintervall zwischen den einzelnen Spannungsimpulsen. Die Stromspitzen werden in Ampere angegeben, während die Zeitintervalle in Mikrosekunden angegeben werden. -
Führen Sie eine Multiplikation durch. Multiplizieren Sie die an jeden Impuls gelieferte Spannung mit der Impulsdauer. Im Fall einer Spannung von 50 Volt, die alle fünf Mikrosekunden geliefert wird, gibt es beispielsweise 250 Volt / Mikrosekunden oder das 50-fache von 5. -
Teilen Sie das Ergebnis durch den maximalen Strom. Im obigen Beispiel haben Sie bei einer Stromspitze von fünf Ampere 250 Volt / Mikrosekunde geteilt durch fünf Ampere, was einer Induktivität von 50 Mikrohenry entspricht.- Obwohl die mathematischen Formeln einfach sind, ist die Implementierung dieser Testmethode komplexer als die anderen Techniken.
Teil 2 Induktivitätsmessung mit Widerstand
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Schließen Sie die Spule an den Widerstand an. Schalten Sie die Induktionsspule in Reihe mit einem Widerstand, dessen Widerstandswert bekannt ist. Sie müssen sicherstellen, dass der Widerstand eine Genauigkeit von 1% oder weniger hat. Die Reihenschaltung zwingt den Strom tatsächlich dazu, durch den Widerstand zu fließen, wodurch es möglich ist, die Induktivität zu testen. Stellen Sie sicher, dass Induktivität und Widerstand einen gemeinsamen Anschluss haben. -
Führen Sie Strom durch Ihre Schaltung. Verwenden Sie dazu einen Funktionsgenerator, dessen Aufgabe es ist, die Ströme zu stimulieren, die unter den tatsächlichen Einsatzbedingungen Widerstand und Induktivität erhalten müssen. -
Beobachten Sie, was passiert. Überwachen Sie die Eingangsspannung und die Spannung an dem Punkt, an dem sich Induktivität und Widerstand treffen. Stellen Sie die Frequenz so ein, dass die Anschlusspunktspannung von Induktivität und Widerstand gleich der Hälfte der Eingangsspannung ist. -
Berechnen Sie die Frequenz. Die Frequenz des Stroms wird in Kilohertz ausgedrückt. -
Berechnen Sie die Induktivität. Im Gegensatz zur vorherigen Methode ist die Konfiguration dieses Tests sehr einfach, aber die mathematische Berechnung ist viel komplexer. Es gliedert sich wie folgt.- Den Wert des Widerstands mit der Quadratwurzel von 3 multiplizieren. Unter der Annahme, dass der Widerstand 100 Ohm beträgt, diesen Wert mit 1,73 multiplizieren (die Quadratwurzel von 3 auf die zweite Dezimalstelle gerundet), erhalten wir 173.
- Teilen Sie dieses Ergebnis durch das Produkt des 2-fachen der Frequenz mal π. Wenn wir eine Frequenz von 20 Kilohertz berücksichtigen, erhalten wir 125,6 (2 mal 3,14 mal 20). Dividieren Sie 173 durch 125,6 und runden Sie das Ergebnis auf die zweite Dezimalstelle, um 1,38 mH zu erhalten.
- mH = (R × 1,73) / (6,28 × (Hz / 1000))
- Beispiel: Es sei R = 100 und Hz = 20.000
- mH = (100 x 1,73) / (6,28 x (20.000 / 1.000)
- mH = (100 x 173) / (6,28 x (20.000 / 1000)
- mH = 173 / 125,6
- mH = 1,38
Teil 3 Induktivitätsmessung mit einem Kondensator und einem Widerstand
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Schließen Sie die Spule an den Kondensator an. Schließen Sie die Induktorspule parallel an einen Kondensator mit einem bekannten Wert an. Durch Parallelschalten eines Kondensators zu einer Induktivität wird eine LC-Schaltung erzeugt. Verwenden Sie einen Kondensator mit einer Toleranz von 10% oder weniger. -
Verbinden Sie den LC-Kreis in Reihe mit einem Widerstand. -
Strom durch den Stromkreis laufen lassen. Auch hier können Sie einen Funktionsgenerator verwenden. -
Platzieren Sie die Oszilloskopsonden an den Klemmen des Stromkreises. - Wobbeln Sie die Frequenz des Oszillators. Ändern Sie die Frequenz des Funktionsgenerators vom niedrigsten zum höchsten Bereich.
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Suchen Sie nach der Resonanzfrequenz des LC-Kreises. Dies ist der höchste vom Oszilloskop aufgezeichnete Wert. - Berechnen Sie die Induktivität. Verwenden Sie dazu die folgende Formel: L = 1 / ((2 ft f) ^ 2 * C). Angenommen, die Resonanzfrequenz beträgt 5000 Hz und die Kapazität 1 μF (1,0 e-6 F). Die gewünschte Induktivität beträgt 0,001 henry oder 1000 μH.