Mp3 тоглуулагчтай конденсатор эсвэл индукторыг хэрхэн хэмжих вэ: 9 алхам

2025 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2025-01-23 15:00

Өндөр үнэтэй тоног төхөөрөмжгүй конденсатор ба индукторын багтаамж, индукцийг нарийн хэмжихэд ашиглаж болох энгийн техникийг энд оруулав. Хэмжилтийн техник нь тэнцвэртэй гүүрэн дээр суурилсан бөгөөд хямд өртөгтэй резистороос хялбархан бүтээх боломжтой. Энэхүү хэмжих арга нь зөвхөн багтаамжийн утгаас гадна конденсаторын үр дүнтэй цуваа эсэргүүцлийг хэмждэг.

Шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд:

1. Цөөхөн хувьсах эсэргүүцэл

2. MP3 тоглуулагч

3. Мультиметр

4. Үнэ цэнийг тооцоолох тооцоолуур

Алхам 1: Бага зэрэг суурь онол

Төслийн танилцуулга болохын тулд LCR гүүр гэж юу болох, юу хийх ёстойг авч үзье

нэг. Хэрэв та LCR гүүр хийхийг хүсч байвал эдгээр алхамуудыг алгасаарай.

LCR гүүрний ажлыг ойлгохын тулд конденсатор, эсэргүүцэл, индуктор нь AC хэлхээнд хэрхэн ажилладаг талаар ярих шаардлагатай. ECE101 сурах бичгээ тоосноосоо салгах цаг боллоо. Резистор бол бүлгээс гадуурх элементүүдийг ойлгоход хамгийн хялбар арга юм. Төгс резистор нь тогтмол гүйдэл гүйдэл дамжуулах үед хувьсах гүйдлийн гүйдэл дамжин өнгөрөхтэй адил ажилладаг. Энэ нь урсгалыг эсэргүүцэх чадвартай боловч ингэснээр энерги зарцуулдаг. Гүйдэл, хүчдэл ба эсэргүүцлийн хоорондох энгийн холбоо нь:

R = I / V

Нөгөө талаас төгс конденсатор бол цэвэр энерги хадгалах төхөөрөмж юм. Энэ нь өнгөрч буй энергийг сарниулдаггүй. Үүний оронд конденсаторын терминал дээр хувьсах гүйдлийн хүчдэлийг ашиглах үед конденсаторыг гүйдэлд оруулах, зайлуулахын тулд конденсаторын гүйдэл шаардагдана. Үүний үр дүнд конденсаторыг гүйдэл гүйдэл нь терминалын хүчдэлтэй харьцуулахад фазаас гарсан байна. Үнэн хэрэгтээ энэ нь терминал дээрх хүчдэлээс үргэлж 90 градусын өмнө байдаг. Үүнийг илэрхийлэх энгийн арга бол төсөөллийн тоо (j) ашиглах явдал юм.

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

Конденсатортой адил индуктор нь цэвэр энерги хадгалах төхөөрөмж юм. Конденсаторыг яг л магтан сайшаахын тулд ороомог нь соронзон орныг ашиглан ороомгийн дамжуулагчийг гүйдэл дамжуулж, терминалын хүчдэлийг тохируулдаг. Тиймээс индуктороор дамжих гүйдэл нь терминалын хүчдэлээс 90 градусын өмнө байна. Тэгшитгэл нь түүний терминал дээрх хүчдэл ба гүйдлийн хамаарлыг илэрхийлнэ.

V (j) (L) = I

Алхам 2: Илүү онол

Дүгнэж хэлэхэд бид резисторын гүйдэл (Ir), индукторын гүйдэл (Ii) ба конденсаторын гүйдлийг (Ic) бүгдийг энд үзүүлсэн ижил вектор диаграм дээр зурж болно.

Алхам 3: Илүү онол

Төгс конденсатор ба индуктор бүхий төгс ертөнцөд та цэвэр энерги хадгалах төхөөрөмжтэй болно.

Гэсэн хэдий ч бодит ертөнцөд төгс зүйл гэж байдаггүй. Конденсатор, батерей эсвэл насос хадгалах төхөөрөмж байж болох энерги хадгалах төхөөрөмжийн гол чанарын нэг бол хадгалах төхөөрөмжийн үр ашиг юм. Процедурын явцад тодорхой хэмжээний энерги алдагддаг. Конденсатор эсвэл индукторын хувьд энэ нь төхөөрөмжийн парацидын эсэргүүцэл юм. Конденсатор дээр үүнийг сарниулах хүчин зүйл гэж нэрлэдэг бол индукторт үүнийг чанарын хүчин зүйл гэж нэрлэдэг. Энэхүү алдагдлыг загварчлах хурдан арга бол pefect конденсатор эсвэл ороомгийн цуврал эсэргүүцлийг нэмэх явдал юм. Тиймээс бодит амьдрал дээрх конденсатор нь төгс эсэргүүцэгч, төгс конденсатор шиг харагдаж байна.

Алхам 4: Wheatstone гүүр

Гүүрэнд нийт дөрвөн эсэргүүцэлтэй элемент байдаг. Мөн дохионы эх үүсвэр байдаг ба a

гүүрний төв хэсэгт метр. Бидний хяналтанд байгаа элемент бол эсэргүүцэх элементүүд юм. Эсэргүүцэх гүүрний гол үүрэг бол гүүрэн дээрх эсэргүүцлийг тааруулах явдал юм. Гүүрийг тэнцвэржүүлэхэд R11 резистор нь R12, R21 нь R22 -тэй таарч байгааг илтгэдэг бол төвийн тоолуурын гаралт тэг болно. Учир нь R11 нь R12 -ээс, R21 нь R22 -ээс гадагш урсдаг. Тоолуурын зүүн ба тоолуурын баруун талын хоорондох хүчдэл ижил байх болно.

Гүүрний гоо үзэсгэлэн нь дохионы эх үүсвэрийн эсэргүүцлийн эсэргүүцэл бөгөөд тоолуурын шугаман байдал нь хэмжилтэнд нөлөөлдөггүй. Хэмжилт хийхэд маш их гүйдэл шаардагддаг хямд тоолууртай байсан ч (жишээ нь хуучин зүү хэлбэртэй аналог тоолуур гэх мэт) гүйдэл байхгүй үед танд хэлэх хангалттай мэдрэмжтэй байвал энд сайн ажилласан хэвээр байх болно. тоолуураар урсаж байна. Хэрэв дохионы эх үүсвэр нь их хэмжээний гаралтын эсэргүүцэлтэй байвал гүүрнээс гарах гүйдэлээс үүдэлтэй гаралтын хүчдэлийн бууралт нь гүүрний зүүн талд гүүрний баруун талтай ижил нөлөө үзүүлдэг. Цэвэр үр дүн нь өөрөө хүчингүй болж, гүүр нь гайхалтай нарийвчлалтай эсэргүүцэлтэй тэнцэх боломжтой хэвээр байна.

R11 нь R21, R12 нь R22 -тэй тэнцүү байвал гүүр нь тэнцвэржиж байгааг ажиглагч уншигч анзаарч магадгүй юм. Энэ бол энд авч үзэх гэж байгаа зүйл биш тул бид энэ хэргийг цаашид хэлэлцэхгүй.

Алхам 5: Резисторын оронд реактив элементийн талаар юу хэлэх вэ?

Энэ жишээн дээр Z11 нь Z12 -тэй нийцсэн тохиолдолд гүүрийг тэнцвэржүүлэх болно. Дизайныг энгийн байлгаж, Гүүрний баруун талыг резистор ашиглан хийсэн. Нэг шинэ шаардлага бол дохионы эх үүсвэр нь AC эх үүсвэр байх ёстой. Ашиглаж буй тоолуур нь хувьсах гүйдлийг илрүүлэх чадвартай байх ёстой. Z11 ба Z12 нь ямар ч эсэргүүцлийн эх үүсвэр, конденсатор, индуктор, эсэргүүцэл эсвэл гурвын хослол байж болно.

Одоогоор маш сайн. Хэрэв танд төгс тохируулагдсан конденсатор ба индукторын уут байгаа бол үл мэдэгдэх төхөөрөмжийн үнэ цэнийг мэдэхийн тулд гүүрийг ашиглах боломжтой болно. Гэсэн хэдий ч энэ нь үнэхээр цаг хугацаа шаардсан, үнэтэй байх болно. Илүү сайн шийдэл бол ямар нэгэн заль мэх ашиглан төгс лавлах төхөөрөмжийг дуурайх аргыг олох явдал юм. Энд MP3 тоглуулагч зураг дээр гарч ирдэг.

Конденсатор нь терминалын хүчдэлээсээ үргэлж 90 градусын өмнө явж байгаа ч гэсэн одоогийн урсгалыг санаж байна уу? Одоо, хэрэв бид туршиж буй төхөөрөмжийн төгсгөлийн хүчдэлийг засаж чадвал 90 градусын гүйдлийг урьдчилан хийж, конденсаторын нөлөөг дуурайх боломжтой болно. Үүнийг хийхийн тулд бид эхлээд хоёр долгионы хооронд 90 градусын фазын зөрүүтэй хоёр синус долгион агуулсан аудио файл үүсгэх ёстой.

Алхам 6: Мэдсэн зүйлээ гүүрэнд оруулах

Энэхүү долгионы файлыг MP3 тоглуулагч руу оруулах эсвэл компьютерээс шууд тоглуулахад зүүн ба баруун суваг нь ижил далайцтай хоёр синус долгион үүсгэдэг. Энэ үеэс эхлэн би энгийн байх үүднээс конденсаторыг жишээ болгон ашиглах гэж байна. Гэсэн хэдий ч өдөөгдсөн дохио нь 90 градусын хоцрогдолтой байхаас бусад тохиолдолд индукторуудад мөн адил зарчмыг баримтална.

Төгс резистор бүхий цувралаар төгс конденсатороор дүрслэгдсэн төхөөрөмжийг ашиглан гүүрийг дахин зуръя. Дохионы эх үүсвэрийг хоёр дохио болгон хувааж, нэг дохионы үеийг нөгөө дохио руу шилжүүлэхдээ 90 градусаар өөрчилдөг.

Одоо энд аймшигтай хэсэг байна. Бид энэ хэлхээний ажлыг тайлбарласан математик руу орох ёстой. Нэгдүгээрт, тоолуурын баруун гар талын хүчдэлийг авч үзье. Загварыг хялбарчлахын тулд баруун талд байгаа эсэргүүцэгчийг тэнцүү байлгахын тулд Rm = Rm ба Vmr дахь хүчдэл нь Vref -ийн тал хувь юм.

Vmr = Vref / 2

Дараа нь гүүрийг тэнцвэржүүлэх үед тоолуурын зүүн ба тоолуурын баруун талын хүчдэл яг тэнцүү байх бөгөөд фаз нь мөн яг таарах болно. Тиймээс Vml нь Vref -ийн тал хувь нь юм. Үүний тусламжтайгаар бид дараахь зүйлийг бичиж болно.

Vml = Vref / 2 = Vcc + Vrc

Одоо R90 ба R0 гэсэн урсгалыг бичихийг хичээцгээе.

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

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

Түүнчлэн, туршиж буй төхөөрөмжөөс гүйдэл гүйдэл нь:

Ic = Ir0 + Ir90

Одоо туршиж буй төхөөрөмжийг конденсатор гэж үзье, бид Vz -ийг 90 градусаар Vref -ээр удирдуулахыг хүсч байна.

тооцооллыг хялбарчил, бид Vz ба Vref -ийн хүчдэлийг 1V болгон хэвийн болгож чадна. Дараа нь бид хэлж чадна:

Vz = j, Vref = 1

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

Ir90 = (j - 0.5) / (R90)

Бүгд хамтдаа:

Ic = Vml / (-j Xc + Rc)

-j Xc + Rc = (0.5 / Ic)

Энд Xc нь төгс багтаамж Cc -ийн эсэргүүцэл юм.

Тиймээс гүүрийг тэнцвэржүүлж, R0 ба R90 -ийн утгыг олж мэдсэнээр Ic туршилтын төхөөрөмжөөр дамжих нийт гүйдлийг тооцоолоход хялбар байдаг. Эцсийн тэгшитгэлийг ашиглан төгс багтаамжийн эсэргүүцэл ба цуваа эсэргүүцлийг тооцоолж болно. Конденсаторын эсэргүүцэл ба хэрэглэсэн дохионы давтамжийг мэдсэнээр туршиж буй төхөөрөмжийн багтаамжийг дараах байдлаар олж мэдэх боломжтой.

Xc = 1 / (2 x π F C)

Алхам 7: Конденсатор эсвэл индукторын үнэ цэнийг хэмжих алхам

1. Долгионы файлыг компьютер эсвэл MP3 тоглуулагч ашиглан тоглуулах.

2. MP3 тоглуулагчийн гаралтыг дээр үзүүлсэн утсан диаграмын дагуу холбож, хэрэв та индукторыг хэмжиж байгаа бол холболтыг зүүн, баруун сувагтай солино.

3. Мультиметрийг холбож, хувьсах гүйдлийн хүчдэл дээр хэмжилтийг тохируулна уу.

4. Аудио клипийг тоглуулж, хүчдэлийн уналт хамгийн бага хэмжээнд хүртэл тохируулаарай. Тэг рүү ойртох тусам хэмжилтийг илүү нарийвчлалтай хийх болно.

5. Туршилтанд байгаа төхөөрөмж (DUT) болон MP3 тоглуулагчийг салга.

6. Мультиметр туяаг R90 руу шилжүүлж, эсэргүүцлийг хэмжих. Үнэ цэнийг хэмжих. 7. R0 -ийн хувьд ижил зүйлийг хий.

8. Конденсатор/индукторын утгыг гараар тооцоолох, эсвэл нийлүүлсэн Octave/Matlab скриптийг ашиглан утгыг шийдээрэй.

Алхам 8: Гүүрийг тэнцвэржүүлэхийн тулд хувьсах эсэргүүцэл шаардагдах ойролцоо эсэргүүцлийн хүснэгт

Алхам 9: Баярлалаа

Энэхүү зааварчилгааг уншсанд баярлалаа. Энэ бол миний 2009 онд бичсэн вэб хуудасны хуулбар байсан юм