Ինչպես չափել կոնդենսատորը կամ ինդուկտորը Mp3 նվագարկիչով. 9 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Ահա մի պարզ տեխնիկա, որը կարող է օգտագործվել կոնդենսատորի և ինդուկտորի հզորությունն ու ինդուկտիվությունը ճշգրիտ չափելու համար ՝ առանց թանկարժեք սարքավորումների: Չափման տեխնիկան հիմնված է հավասարակշռված կամրջի վրա և կարող է հեշտությամբ կառուցվել էժան ռեզիստորներից: Չափման այս տեխնիկան չափում է ոչ միայն հզորության արժեքը, այլև կոնդենսատորի մի շարք արդյունավետ դիմադրողականությունը միաժամանակ:

Պահանջվող բաղադրիչներ.

1. Փոքր փոփոխական ռեզիստորներ

2. MP3 նվագարկիչ

3. Մուլտիմետր

4. Հաշվիչ `արժեքը մշակելու համար

Քայլ 1: Մի փոքր նախապատմության տեսություն

Որպես նախագծի ներածություն, եկեք հաշվի առնենք, թե ինչ է LCR կամուրջը և ինչ է անհրաժեշտ դրա պատրաստման համար

մեկը Եթե պարզապես ցանկանում եք LCR կամուրջ պատրաստել, բաց թողեք այս քայլերը:

LCR կամրջի աշխատանքը հասկանալու համար անհրաժեշտ է խոսել այն մասին, թե ինչպես է կոնդենսատորը, ռեզիստորը և ինդուկտորը վարվում AC միացումում: Timeամանակն է փոշին մաքրել ձեր ECE101 դասագրքից: Դիմադրիչը խմբից դուրս տարրերը հասկանալն ամենահեշտն է: Կատարյալ դիմադրիչը նույնն է պահում, երբ DC հոսանքը անցնում է դիմադրիչով, ինչպես AC հոսանքը, երբ անցնում է դրանով: Այն ապահովում է դիմադրություն հոսող հոսանքին, չնայած դրանով էներգիան ցրվում է դրանում: Ընթացիկ, լարման և դիմադրության միջև պարզ հարաբերությունն է.

R = I / V

Մյուս կողմից, կատարյալ կոնդենսատորը մաքուր էներգիա պահող սարք է: Այն չի ցրում էներգիան, որն անցնում է դրանով: Ավելի շուտ, քանի որ կոնդենսատորի տերմինալին կիրառվում է AC լարում, ընթացիկ հոսքը, չնայած կոնդենսատորը պահանջվում է ընթացիկ, կոնդենսատորից ցնցում ավելացնելու և հեռացնելու համար: Արդյունքում, հոսանքը հոսում է, չնայած կոնդենսատորը գտնվում է փուլից դուրս, երբ համեմատվում է իր տերմինալային լարման հետ: Իրականում, այն միշտ 90 աստիճան գերազանցում է իր տերմինալի լարվածությանը: Սա ներկայացնելու պարզ միջոցը երևակայական թվի (ժ) օգտագործումն է.

V (-j) (1 / C) = I

Կոնդենսատորի նման, ինդուկտորը մաքուր էներգիա պահելու սարք է: Որպես կոնդենսատորի ճշգրիտ հաճոյախոսություն, ինդուկտորն օգտագործում է մագնիսական դաշտը ՝ ինդուկտորով ընթացիկ ընթացքը պահպանելու համար ՝ դրանով կարգավորելով իր տերմինալային լարումը: Այսպիսով, ինդուկտորի միջով հոսող հոսանքը տերմինալային լարումից 90 աստիճան առաջ է: Հավասարումը, որը ներկայացնում է լարման և ընթացիկ հարաբերությունները իր տերմինալի վրա, հետևյալն է.

V (j) (L) = I

Քայլ 2: Ավելի շատ տեսություն

Որպես ամփոփում, մենք կարող ենք գծել դիմադրության հոսանքը (Ir), ինդուկտորի հոսանքը (Ii) և կոնդենսատորի հոսանքը (Ic) բոլորը նույն վեկտորային գծապատկերում, որը ցույց է տրված այստեղ:

Քայլ 3: Ավելի շատ տեսություն

Կատարյալ կոնդենսատորով և ինդուկտորներով կատարյալ աշխարհում դուք ստանում եք մաքուր էներգիա պահող սարք:

Այնուամենայնիվ, իրական աշխարհում ոչինչ կատարյալ չէ: Էներգիայի պահպանման սարքի հիմնական որակը, լինի դա կոնդենսատոր, մարտկոց կամ պոմպ պահող սարք, պահեստավորման սարքի արդյունավետությունն է: Գործընթացի ընթացքում էներգիայի որոշ քանակություն միշտ կորչում է: Կոնդենսատորում կամ ինդուկտորում սա սարքի պարացիդային դիմադրություն է: Կոնդենսատորում այն կոչվում է ցրման գործոն, իսկ ինդուկտորում `որակի գործոն: Այս կորուստը մոդելավորելու արագ միջոց է մի շարք դիմադրություն ավելացնել կատարյալ կոնդենսատորի կամ ինդուկտորի շարքում: Այսպիսով, իրական կյանքի կոնդենսատորը ավելի շատ նման է կատարյալ դիմադրության և կատարյալ կոնդենսատորի:

Քայլ 4: heորենի կամուրջ

Կամրջի մեջ կա ընդհանուր առմամբ չորս դիմադրողական տարր: Կա նաեւ ազդանշանի աղբյուր եւ ա

մետր կամրջի կենտրոնում: Այն տարրը, որը մենք վերահսկում ենք, դիմադրողական տարրերն են: Դիմադրվող կամրջի հիմնական գործառույթը կամրջի դիմադրություններին համապատասխանեցնելն է: Երբ կամուրջը հավասարակշռված է, ինչը ցույց է տալիս, որ R11 դիմադրությունը համապատասխանում է R12- ին և R21- ը համապատասխանում է R22- ին, կենտրոնում հաշվիչի ելքը զրոյի է հասնում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ընթացիկ հոսքը, չնայած R11- ը դուրս է գալիս R12- ից, իսկ ընթացիկ հոսքը ՝ չնայած R21- ը ՝ R22- ից: Հաշվիչի ձախ և աջ հաշվիչի միջև լարումը նույնական կլինի:

Կամրջի գեղեցկությունը ազդանշանի աղբյուրի աղբյուրի դիմադրությունն է, և հաշվիչի գծայնությունը չի ազդում չափման վրա: Նույնիսկ եթե դուք ունեք էժան հաշվիչ, որը չափումներ կատարելու համար շատ հոսանք է պահանջվում (ասենք, ասեղի հին անալոգային հաշվիչ), այն դեռ այստեղ լավ աշխատանք է կատարում, քանի դեռ այն բավական զգայուն է ձեզ ասելու, երբ հոսանք չկա: հոսում է մետրով: Եթե ազդանշանի աղբյուրն ունի ելքային էական դիմադրողականություն, ելքային լարման անկումը, որն առաջանում է հոսանքի պատճառով, չնայած կամուրջը կամրջի ձախ կողմում նույն ազդեցությունն է ունենում, ինչ կամրջի աջ կողմը: Resultուտ արդյունքը ինքն իրեն չեղյալ է հայտարարում, և կամուրջը դեռ կարող է դիմակայել դիմադրությանը ճշգրիտ աստիճանի ճշգրտությամբ:

Ուշադիր ընթերցողը կարող է նկատել, որ կամուրջը նույնպես հավասարակշռվելու է, եթե R11- ը հավասար է R21- ին, իսկ R12- ը `R22- ին: Սա այն դեպքն է, որը մենք չենք պատրաստվում դիտարկել այստեղ, ուստի այս գործը այլևս չենք քննարկի:

Քայլ 5. Ի՞նչ կասեք ռեակտիվ տարրի մասին ՝ դիմադրիչների փոխարեն:

Այս օրինակում կամուրջը հավասարակշռված կլինի, երբ Z11- ը կհամապատասխանի Z12- ին: Դիզայնը պարզ պահելով ՝

կամրջի աջ կողմը կառուցված էր դիմադրիչների միջոցով: Նոր պահանջներից մեկն այն է, որ ազդանշանի աղբյուրը պետք է լինի AC աղբյուր: Օգտագործվող հաշվիչը պետք է կարողանա նաև AC հոսանքը հայտնաբերել: Z11- ը և Z12- ը կարող են լինել ցանկացած դիմադրության աղբյուր, կոնդենսատոր, ինդուկտոր, ռեզիստոր կամ երեքի համադրություն:

Առայժմ այնքան լավ: Եթե դուք ձեռք բերեիք միանգամայն ճշգրտված կոնդենսատորների և ինդուկտորների պայուսակ, անհնար սարքի արժեքը պարզելու համար հնարավոր կլիներ օգտագործել կամուրջը: Այնուամենայնիվ, դա իսկապես ժամանակատար և թանկ կլիներ: Ավելի լավ լուծում, քան գտնել հնարքի կատարյալ հղման սարքը մոդելավորելու միջոց գտնելը: Այստեղ է, որ MP3 նվագարկիչը հայտնվում է նկարի մեջ:

Հիշու՞մ եք հոսանքը, թեև կոնդենսատորը միշտ 90 աստիճանով գերազանցում է իր տերմինալային լարմանը: Այժմ, եթե մենք կարողանանք ստուգել փորձարկվող սարքի տերմինալային լարումը, մեզ համար հնարավոր կլինի կիրառել 90 աստիճան նախապես հոսանք և նմանակել կոնդենսատորի ազդեցությունը: Դա անելու համար մենք պետք է նախ ստեղծենք աուդիո ֆայլ, որը պարունակում է երկու սինուս ալիք ՝ երկու ալիքների միջև 90 աստիճանի ֆազային տարբերությամբ:

Քայլ 6: Այն, ինչ մենք գիտենք, կամրջի մեջ դնել

Այս ալիքի ֆայլը MP3 նվագարկիչում վերբեռնելը կամ այն անմիջապես համակարգչից նվագարկելը, ձախ և աջ ալիքը արտադրում է երկու սինուս ալիք ՝ նույն ամպլիտուդով: Այս պահից սկսած, ես պատրաստվում եմ օգտագործել կոնդենսատորը որպես պարզություն: Այնուամենայնիվ, նույն սկզբունքը կիրառելի է նաև ինդուկտորների դեպքում, բացառությամբ, որ գրգռված ազդանշանը պետք է դրա փոխարեն հետ կանգնի 90 աստիճանով:

Եկեք նախ կամուրջը նորից գծենք փորձարկվող սարքով, որը ներկայացված է կատարյալ կոնդենսատորով `կատարյալ դիմադրությամբ: Ազդանշանի աղբյուրը նույնպես բաժանվում է երկու ազդանշանի, որոնցից մեկ ազդանշանի փուլը տեղափոխվում է 90 աստիճանով, երբ մյուս ազդանշանին հղում է կատարվում:

Այժմ, ահա սարսափելի հատվածը: Մենք պետք է սուզվենք մաթեմատիկայի մեջ, որը նկարագրում է այս շրջանի աշխատանքը: Նախ, եկեք դիտենք հաշվիչի աջ կողմում գտնվող լարումը: Դիզայնը պարզ դարձնելու համար ամենալավն այն է, որ աջ կողմում դիմադրությունը ընտրվի հավասար, այնպես որ Rm = Rm և լարումը Vmr- ում Vref- ի կեսն է:

Vmr = Vref / 2

Հաջորդը, երբ կամուրջը հավասարակշռված է, հաշվիչի ձախ և մետր աջ կողմում լարումը ճշգրիտ հավասար կլինի, և փուլը նույնպես ճշգրիտ կհամապատասխանի: Այսպիսով, Vml- ը նույնպես Vref- ի կեսն է: Դրանով մենք կարող ենք գրել.

Vml = Vref / 2 = Vcc + Vrc

Եկեք հիմա գրի առնենք ընթացիկ հոսքերը, չնայած R90 և R0:

Ir0 = (Vref / 2) x (1 / Ro)

Ir90 = (Vz - (Vref / 2)) / (R90)

Բացի այդ, փորձարկվող սարքը հոսող հոսանքն է.

Ic = Ir0 + Ir90

Այժմ, ենթադրենք, որ փորձարկվող սարքը կոնդենսատոր է, և մենք ցանկանում ենք, որ Vz- ն Vref- ը տանի 90 աստիճանով և դեպի

պարզությունը դարձնենք, մենք կարող ենք նորմալացնել Vz- ի և Vref- ի լարումը մինչև 1V: Այնուհետև կարող ենք ասել.

Vz = j, Vref = 1

Ir0 = Vref / (2 x Ro) = Ro / 2

Ir90 = (j - 0.5) / (R90)

Բոլորը միասին:

Ic = Vml / (-j Xc + Rc)

-j Xc + Rc = (0.5 / Ic)

Որտեղ Xc- ը կատարյալ տարողունակության Cc- ի դիմադրությունն է:

Այսպիսով, հավասարակշռելով կամուրջը և պարզելով R0- ի և R90- ի արժեքը ՝ պարզ է Ic փորձարկվող սարքի միջոցով հաշվարկել ընդհանուր հոսանքը: Օգտագործեք այն վերջնական հավասարումը, որին հասել ենք, կարող ենք հաշվարկել կատարյալ հզորության դիմադրողականությունը և շարքի դիմադրությունը: Իմանալով կոնդենսատորի դիմադրողականությունը և կիրառվող ազդանշանի հաճախականությունը, հեշտ է պարզել փորձարկվող սարքի հզորությունը ՝

Xc = 1 / (2 x π F C)

Քայլ 7: Քայլ կոնդենսատորի կամ ինդուկտորի արժեքի չափման համար

1. Նվագարկեք ալիքի ֆայլը ՝ օգտագործելով ԱՀ կամ MP3 նվագարկիչ:

2. MP3 նվագարկիչի ելքը միացրեք վերևում ներկայացված միացման սխեմայի հետ, փոխեք միացումը ձախ և աջ ալիքին, եթե չափում եք ինդուկտորը:

3. Միացրեք բազմիմետրը և չափումը դրեք AC լարման վրա:

4. Նվագարկեք աուդիո հոլովակը և կարգավորեք զարդանախշը, մինչև լարման ցուցանիշը նվազի նվազագույնի: Որքան մոտ է զրոյին, այնքան ավելի ճշգրիտ կլինի չափումը:

5. Անջատեք փորձարկվող սարքը (DUT) և MP3 նվագարկիչը:

6. Մուլտիմետրի հոսանքը տեղափոխեք R90 և չափումը սահմանեք դիմադրության վրա: Չափել արժեքը: 7. Նույնը արեք R0- ի դեպքում:

8. Կամ ձեռքով հաշվեք կոնդենսատորի/ինդուկտորի արժեքը, կամ օգտագործեք մատակարարված Octave/Matlab սցենարը `արժեքը լուծելու համար:

Քայլ 8. Կամուրջը հավասարակշռելու համար փոփոխական դիմադրության համար պահանջվող մոտավոր դիմադրության աղյուսակ

Քայլ 9: Շնորհակալություն

Շնորհակալություն, որ կարդում եք այս խրատականը: Սա 2009 -ին իմ գրած վեբ էջի տառադարձումն էր