Як виміряти індуктивність

Індуктивність - це здатність котушки перешкоджати протіканню через неї електричного струму. Котушка індуктивності може перекрити один ток і пропустити інший. Наприклад, в телевізорах і радіоприймачах котушки індуктивності використовуються для прийому і налаштування на різні канали. Зазвичай індуктивність вимірюють в міллігенрі або мікрогенрі. Як правило, для її вимірювання використовують генератор частоти і осцилограф або RLC-метр (вимірювач імітансу). Індуктивність можна також обчислити за нахилом залежності напруга-струм - для цього слід виміряти проходить через котушку електричний струм.

кроки

Метод 1 з 3:

Вимірювання індуктивності за допомогою резистора

1. Знайдіть резистор на 100 Ом з точністю 1%. резистори мають кольорові смужки, які вказують на їх опір. На резисторі на 100 Ом повинні бути коричнева, чорна і ще одна коричнева смужка. Остання смужка на дальньому кінці також буде коричневої, що відповідає допуску 1%. Якщо у вас є набір опорів, виберіть резистор з такими смужками.

Нові резистори мають маркування, проте їх легко переплутати після того, коли ви дістанете їх з упаковки. Завжди використовуйте для вимірювання індуктивності резистор з відомим опором, щоб отримати правильні результати.

2. Підключіть котушку індуктивності до резистору послідовно. Послідовне з`єднання означає, що струм буде послідовно проходити через окремі частини ланцюга. Для початку розмістіть котушку і резистор поруч так, щоб вони стосувалися один одного одним контактом. Заблокуйте ланцюг: для цього підключіть до вільних контактів резистора і котушки індуктивності дроти живлення.

Провід можна придбати в магазині електротоварів або замовити через інтернет. Зазвичай вони мають червоний і чорний колір, щоб їх легко було розрізнити. Підключіть червоний дріт до вільного кінця резистора, а чорний - до протилежного вільному контакту котушки.

Якщо у вас немає макетної плати, подумайте про те, щоб придбати її. За допомогою отворів в макеті електронної схеми дуже зручно з`єднувати дроти і компоненти.

3. Підключіть до ланцюга функціональний генератор і осцилограф. Підключіть вихідні контакти функціонального генератора до осцилографа. Потім включите обидва прилади і переконайтеся, що вони працюють. Після цього підключіть червоний вихід функціонального генератора до червоного проводу ланцюга. Чорний вихід осцилографа підключіть до чорного проводу ланцюга.

Функціональний генератор являє собою тестовий прилад, який подає в ланцюг електричні хвилі. Він дозволяє контролювати проходження сигналу через ланцюг, і з його допомогою ви зможете точно виміряти індуктивність.

Осцилограф використовують для виявлення і відображення проходить через ланцюг сигналу напруги. З його допомогою ви зможете побачити сигнал, який подається функціональним генератором.

4. Пропустіть через ланцюг струм за допомогою функціонального генератора. Функціональний генератор імітує струми, які проходили б через котушку і резистор при роботі. Використовуйте ручку управління на генераторі, щоб запустити ток через ланцюг. Спробуйте виставити на функціональному генераторі 100 або 50 Ом. Переконайтеся, що генератор налаштований на синусоїдальні хвилі, щоб на дисплеї було видно безперервно поточні великі вигнуті хвилі.

Перевірте настройки генератора і при необхідності змініть тип хвиль. Крім синусоїдальних, функціональні генератори можуть створювати прямокутні, трикутні та інші хвилі, які не годяться для вимірювання індуктивності.

5. Слідкуйте за вхідною напругою і напругою на резисторі на дисплеї. На екрані осцилографа ви побачите пару синусоїдальних хвиль. Одну з них можна контролювати за допомогою функціонального генератора. Друга, більш низька синусоїда, відповідає місцю з`єднання котушки і резистора. Налаштуйте частоту функціонального генератора так, щоб спостережуване на екрані напруга в місці з`єднання становило половину початкового вхідного напруги.

Наприклад, виставте на генераторі таку частоту, щоб напруга між піками обох хвиль на дисплеї осцилографа становило 1 вольт. Потім змініть її, поки напруга не стане 0,5 вольта.

Напрузі в місці з`єднання котушки і резистора відповідає різниця між синусоїда на дисплеї осцилографа. Необхідно домогтися, щоб воно становило половину вихідного напруги генератора сигналів.

6. Знайдіть частоту струму функціонального генератора. Ця частота відобразиться на осцилографі. Подивіться на число в нижній частині екрана, розмірність якого вказана в кілогерцах (кГц). Запишіть це число - воно вам знадобиться для обчислення індуктивності.

Якщо потрібно перевести герци (Гц) в кілогерц, пам`ятайте, що 1 кГц = 1000 Гц. Наприклад, 1 Гц = 0,001 кГц.

7. Розрахуйте індуктивність за формулою. Використовуйте наступну формулу: L = R * sqrt (3) / (2 * pi * f), де L - індуктивність. Таким чином, вам знадобляться значення опору (R) і частоти (f), які ви визначили раніше. Ще один спосіб полягає в тому, щоб ввести виміряні величини в калькулятор для розрахунку індуктивності, наприклад https: // daycounter.com / Articles / How-To-Measure-Inductance.phtml.

Спочатку помножте опір резистора на квадратний корінь з 3. Наприклад, 100 Ом x 1,73 = 173.

Потім перемножте 2, число пі і частоту f. Наприклад, якщо частота склала 20 кГц: 2 * 3,14 * 20 = 125,6.

Нарешті, поділіть перше число на друге. У нашому випадку 173 / 125,6 = 1,38 міллігенрі (мГн).

Щоб перевести міллігенрі в мікрогенрі (μГн), помножте отримане значення на тисячу: 1,38 x 1000 = +1378 μГн.

Метод 2 з 3:

Визначення індуктивності за допомогою RLC-метра

1. Увімкніть RLC-метр і дочекайтеся, поки він запуститься. Стандартний RLC-метр, або вимірювач імітансу, дуже схожий на звичайний мультиметр, яким вимірюють напругу і струм. Більшість вимірювачів імітансу забезпечені дисплеєм, на якому після натискання кнопки живлення загоряється цифра 0. Якщо не з`явиться 0, натисніть кнопку скидання, щоб виставити на приладі нульове значення.

Є і більш великі електронні прилади, які ще більше спрощують процес тестування. Такі прилади часто мають гніздо для підключення котушки індуктивності, що дозволяє отримати більш точний результат.
Індуктивність неможливо виміряти за допомогою звичайних мультиметров, так як у них немає подібної функції. На щастя, в інтернеті можна знайти досить недорогі портативні RLC-метри.

2. Встановіть на RLC-метрі «L», тобто функцію вимірювання індуктивності. За допомогою RLC-метра можна вимірювати різні величини, які вказані навколо поворотного перемикача. «L» означає необхідну вам індуктивність. Якщо у вас портативний RLC-метр, поверніть перемикач так, щоб він вказував на «L». Якщо ви використовуєте електронний прилад, виставте на дисплеї «L» за допомогою кнопок.

RLC-метри мають різні опції - переконайтеся, що ви вибрали ту, що потрібна вам. «С» відповідає вимірюванню ємності, а «R» - опору.

3. Встановіть на приладі 100 кГц і 1 вольт. Як правило, RLC-метри мають кілька налаштувань. Зазвичай найнижче значення індуктивності становить близько 200 μГн. Оптимальними значеннями для більшості настільних приладів будуть 100 кГц і 1 вольт.

Неправильні налаштування негативно вплинуть на точність вимірювань. Більшість RLC-метрів призначені для роботи з малими струмами, до того ж слід уникати більш високих струмів, ніж може витримати котушка індуктивності.

4. Підключіть до RLC-метру дроти. Подібно мультиметру, RLC-метр має чорний і червоний провід. Червоний дріт підходить до позитивного, а чорний - до негативного гнізда приладу. Доторкніться до вихідних клем тестованого пристрою, щоб пропустити через нього струм.

Деякі RLC-метри мають гнізда, до яких можна підключати перевіряються пристрої, наприклад конденсатори або котушки індуктивності. Вставте клеми пристрою в роз`єми, щоб перевірити його.

5. Подивіться, яке значення індуктивності висвітилося на дисплеї. RLC-метри дозволяють майже миттєво виміряти індуктивність. Після підключення ви відразу ж побачите величину індуктивності на дисплеї. Прилад покаже індуктивність в мікрогенрі (μГн). Після цього можна вимкнути RLC-метр і від`єднати його від котушки.

Метод 3 з 3:

Розрахунок індуктивності по нахилу залежності напруга-струм

1. Підключіть котушку індуктивності до джерела імпульсної напруги. Найбільш простий спосіб отримати імпульсний струм полягає в тому, щоб придбати імпульсний генератор. Він працює аналогічно звичайному функціональному генератору і таким же чином підключається до ланцюга. Підключіть вихідний провід генератора до червоного проводу живлення, який слід підключити до токочувствітельному резистору.

Імпульсна напруга можна також отримати самостійно. Воно може пошкодити знаходяться поблизу електронні пристрої, тому будьте обережні.
Імпульсні генератори дозволяють краще контролювати струм, ніж спеціально зібрані схеми, тому краще використовувати генератор, якщо у вас є така можливість.

2. Налаштуйте ток за допомогою токочувствітельного резистора і осцилографа. Необхідно використовувати в ланцюзі токочувствітельний резистор. Підключіть його за котушкою індуктивності і переконайтеся, що є контакт, перш ніж підключати до протилежного кінця червоний провід живлення. Потім підключіть осцилограф - підключіть його чорний вихід до чорного проводу живлення, який з`єднаний з котушкою.

Перевірте показання після того, як ви все підключіть. Якщо все нормально, ви побачите на дисплеї осцилографа генеруються імпульси струму.

Токочувствітельние резистори - це особливий вид резисторів, які споживають мінімальну потужність. Їх називають також шунтирующими резисторами, вони необхідні для точного вимірювання напруги.

3. Виставте тривалість імпульсів 50% або менше. Подивіться на зображення імпульсу на екрані осцилографа. Верхні точки відповідають активній фазі сигналу. Вони повинні відхилятися від нуля приблизно настільки ж, що і нижні точки. Період імпульсу відповідає довжині однієї повної хвилі на дисплеї осцилографа.

Наприклад, активна фаза імпульсу може тривати одну секунду, потім сигнал відсутній протягом ще однієї секунди. В результаті на дисплеї осцилографа вийдуть симетричні хвилі, оскільки імпульс буде активний тільки половину часу.

4. Відзначте максимальне значення струму і часовий інтервал між імпульсами напруги. Знайдіть ці величини по зображенню імпульсів на дисплеї осцилографа. Максимальне значення струму відповідає піку хвилі, яку ви бачите на екрані, воно вимірюється в амперах. Проміжок часу між двома піками буде показаний в мікросекундах. За цими двома величинами ви зможете розрахувати індуктивність.

В одній секунді мільйон (1000000) мікросекунд. Якщо вам необхідно перевести час в секунди, поділіть кількість мікросекунд на 1000000.

5. Перемножте напруга і тривалість імпульсів. Використовуйте для знаходження індуктивності формулу L = V * Ton / Ipk, де V - імпульсна напруга, Ton - інтервал часу між імпульсами, Ipk - імпульсний струм, який ви виміряли раніше. Усі вхідні в цю формулу величини повинні відображатися на осцилографі.

Наприклад, якщо імпульс 50 вольт подається раз в 5 мікросекунд, маємо 50 x 5 = 250 вольт-мікросекунда.

Можна також ввести виміряні значення в калькулятор для розрахунку індуктивності, наприклад https: // daycounter.com / Articles / How-To-Measure-Inductance.phtml.

6. Поділіть твір на величину пікового струму, щоб знайти індуктивність. Визначте максимальне (пікове) значення струму за осцилограф. Підставте його в формулу, і ви отримаєте шукану індуктивність!

Наприклад, 250 вольт-мікросекунда / 5 ампер = 50 мікрогенрі (μГн).

Хоча математичні дії виглядають досить просто, в даному методі необхідні більш складні вимірювання, ніж в інших. Проте, як тільки у вас все запрацює, ви легко зможете обчислити індуктивність!

Поради

При послідовному з`єднанні декількох котушок їх загальна індуктивність дорівнює сумі індуктивностей кожної котушки.
Якщо ви з`єднаєте котушки паралельно, їх загальна індуктивність виявиться набагато нижче. Щоб знайти загальну індуктивність в цьому випадку, необхідно розділити 1 на індуктивність кожної котушки, скласти ці значення, а потім поділити 1 на отриманий результат.
Котушки індуктивності можуть мати вигляд простих котушок, кілець з сердечниками або тонкої плівки. Чим більше витків або велику площу має котушка, тим вище її індуктивність.
Довгі котушки зазвичай мають меншу індуктивність, ніж більш короткі через їх форми.

попередження

Високоякісні прилади для вимірювання індуктивності не надто поширені і можуть коштувати досить дорого. Крім того, доступні RLC-метри зазвичай розраховані на малі струми, тому вони не годяться для вимірювання індуктивності великих котушок.