Mp3 pleer yordamida kondansatör yoki induktorni qanday o'lchash mumkin: 9 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Qimmatbaho uskunasiz kondansatör va induktorning sig'imi va indüktansını aniq o'lchash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan oddiy usul. O'lchov texnikasi muvozanatli ko'prikka asoslanadi va uni arzon rezistorlardan osongina qurish mumkin. Ushbu o'lchash texnikasi faqat sig'imning qiymatini emas, balki bir vaqtning o'zida kondansatörning ketma -ket samarali qarshiligini ham o'lchaydi.

Kerakli komponentlar:

1. Bir nechta o'zgarmaydigan rezistorlar

2. MP3 pleer

3. Multimetr

4. Qiymatni hisoblash uchun kalkulyator

1 -qadam: Biroz fon nazariyasi

Loyihaga kirish sifatida keling, LCR ko'prigi nima ekanligini va nima qilish kerakligini bilib olaylik

bitta Agar siz LCR ko'prigi qilishni xohlasangiz, ushbu bosqichlarni o'tkazib yuboring.

LCR ko'prigining ishlashini tushunish uchun kondansatör, qarshilik va induktor o'zgaruvchan tok zanjirida qanday harakat qilishi haqida gapirish kerak. ECE101 darsligingizni changdan tozalash vaqti keldi. Rezistor - bu guruh elementlarini tushunishning eng oson usuli. Mukammal qarshilik, qarshilik doimiy oqimdan o'tganda, xuddi shunday bo'lsa, xuddi shunday o'zgaradi. U oqim oqimiga qarshilik ko'rsatadi, lekin shu bilan birga energiyani tarqatadi. Oqim, kuchlanish va qarshilik o'rtasidagi oddiy aloqa:

R = I / V

Boshqa tomondan, mukammal kondansatör - bu toza energiya saqlash qurilmasi. U o'tayotgan energiyani tarqatmaydi. Aksincha, kondansatkich terminaliga AC kuchlanish qo'llanilganda, kondansatör oqimini kondansatkichga qo'shish va olib tashlash uchun oqim kerak bo'ladi. Natijada, kondansatör oqimining oqimi, uning terminal kuchlanishiga solishtirganda, fazadan tashqarida. Aslida, u har doim o'z terminalidagi kuchlanishdan 90 daraja oldinda. Buni ifodalashning oddiy usuli - xayoliy sondan foydalanish (j):

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

Kondensatorga o'xshab, induktor ham toza energiya saqlash qurilmasidir. Kondansatkichga aniq iltifot sifatida induktor indüktordan o'tayotgan oqimni ushlab turish uchun magnit maydondan foydalanadi va bunda uning terminal kuchlanishini rostlaydi. Shunday qilib, induktor orqali o'tadigan oqim terminal kuchlanishidan 90 daraja oldinda. Tenglama uning terminalidagi kuchlanish va oqim munosabatini ifodalaydi:

V (j) (L) = I

2 -qadam: Qo'shimcha nazariya

Xulosa qilib, biz qarshilik oqimini (Ir), induktor oqimini (Ii) va kondansatör oqimini (Ic) bu erda ko'rsatilgan bir xil vektorli diagrammada chizishimiz mumkin.

3 -qadam: Qo'shimcha nazariya

Zo'r kondansatör va indüktörler bo'lgan mukammal dunyoda, siz toza energiya saqlash qurilmasini olasiz.

Biroq, haqiqiy dunyoda hech narsa mukammal emas. Energiya saqlash qurilmasining asosiy sifatlaridan biri, u kondansatör, akkumulyator yoki nasos saqlash qurilmasi bo'lsin, saqlash qurilmasining samaradorligidir. Jarayon davomida har doim ma'lum miqdorda energiya yo'qoladi. Kondensator yoki induktorda bu qurilmaning paratsid qarshiligi. Kondensatorda u tarqalish omili, induktorda esa sifat omili deyiladi. Ushbu yo'qotishni modellashtirishning tezkor usuli - bu kondansatör yoki induktorga ketma -ket qarshilik qo'shish. Shunday qilib, haqiqiy kondansatör ketma -ket mukammal qarshilik va mukammal kondansatkichga o'xshaydi.

4 -qadam: Wheatstone ko'prigi

Ko'prikda jami to'rtta qarshilik elementi mavjud. Bundan tashqari, signal manbai va a

ko'prik markazida metr. Biz nazorat qiladigan element - bu qarshilik elementlari. Qarshilik ko'prigining asosiy vazifasi ko'prikdagi qarshiliklarga mos kelishdir. Ko'prik muvozanatlashganida, bu R11 rezistorining R12 va R21 R22 mosligini ko'rsatadi, markazdagi hisoblagichdagi chiqish nolga teng bo'ladi. Buning sababi shundaki, R11 oqayotgan oqim R12 dan, R21 esa R22 dan chiqadi. Hisoblagichning chap va o'ng tomonlari orasidagi kuchlanish bir xil bo'ladi.

Ko'prikning chiroyliligi signal manbasining manba empedansidir va hisoblagichning chiziqliligi o'lchovga ta'sir qilmaydi. Agar sizda o'lchash uchun juda ko'p oqim talab qiladigan arzon hisoblagich bo'lsa ham (masalan, eski igna turidagi analog o'lchagich), u oqim bo'lmasa, sizga aytadigan darajada sezgir ekan, bu erda ham yaxshi ishlaydi. metrdan oqadi. Agar signal manbai katta chiqish empedansiga ega bo'lsa, oqimning kuchlanishi pasayishi ko'prikning chap tomonida ko'prikning o'ng tomonida bo'lgani kabi ta'sir qiladi. Aniq natija o'z -o'zidan yo'q bo'lib ketadi va ko'prik hali ham ajoyib aniqlik darajasidagi qarshilikka mos kelishi mumkin.

Kuzatuvchi o'quvchi, agar R11 R21 va R12 R22 ga teng bo'lsa, ko'prik ham muvozanatlashishini payqashi mumkin. Bu biz ko'rib chiqmoqchi bo'lmagan holat, shuning uchun biz bu masalani boshqa muhokama qilmaymiz.

5 -qadam: Rezistorlar o'rniga reaktiv element haqida nima deyish mumkin?

Bu misolda, Z11 Z12 ga mos kelganda, ko'prik muvozanatlanadi. Dizaynni sodda qilib, Ko'prikning o'ng tomoni rezistorlar yordamida qurilgan. Yangi talab shundaki, signal manbai o'zgaruvchan tok manbai bo'lishi kerak. Amaldagi hisoblagich, shuningdek, o'zgaruvchan tokni aniqlash imkoniyatiga ega bo'lishi kerak. Z11 va Z12 har qanday impedans manbai, kondansatör, induktor, qarshilik yoki uchalasining kombinatsiyasi bo'lishi mumkin.

Hozircha hammasi yaxshi. Agar sizda mukammal kalibrlangan kondansatkichlar va induktorlar sumkasi bo'lsa, noma'lum qurilmaning qiymatini bilish uchun ko'prikdan foydalanish mumkin bo'lardi. Biroq, bu haqiqatan ham ko'p vaqt va qimmatga tushadi. Yaxshi echim - bu mos yozuvlar moslamasini qandaydir hiyla bilan taqlid qilish usulini topish. Bu erda MP3 pleer tasvirga tushadi.

Kondensator har doim terminal kuchlanishidan 90 daraja oldinda bo'lsa -da, oqim oqayotganini eslaysizmi? Endi, agar biz sinovdan o'tayotgan qurilmaning terminal kuchlanishini to'g'rilay olsak, biz 90 graduslik oqimni oldindan qo'llashimiz va kondansatör ta'sirini simulyatsiya qilishimiz mumkin bo'lardi. Buning uchun biz avval ikkita to'lqin orasidagi faza farqi 90 daraja bo'lgan ikkita sinus to'lqinni o'z ichiga olgan audio faylni yaratishimiz kerak.

6 -qadam: Biz bilganimizni ko'prikka qo'yish

Ushbu to'lqin faylini MP3 pleerga yuklash yoki uni to'g'ridan -to'g'ri kompyuterdan ijro etish, chap va o'ng kanal bir xil amplitudali ikkita sinus to'lqinni hosil qiladi. Shu paytdan boshlab men soddalik uchun kondansatördan misol sifatida foydalanmoqchiman. Biroq, xuddi shu tamoyil induktorlar uchun ham qo'llaniladi, faqat hayajonli signal 90 daraja kechikishi kerak.

Keling, avval ko'prikni mukammal rezistorli ketma -ketlikdagi mukammal kondansatör bilan sinovdan o'tkaziladigan qurilma bilan qayta chizamiz. Signal manbai, shuningdek, ikkita signalga bo'linadi, bir signal fazasi boshqa signalga nisbatan 90 gradusga siljiydi.

Mana, qo'rqinchli qismi. Biz ushbu davraning ishlashini tasvirlaydigan matematikaga kirishimiz kerak. Birinchidan, hisoblagichning o'ng tomonidagi kuchlanishni ko'rib chiqaylik. Dizaynni soddalashtirish uchun o'ng tarafdagi qarshilikni teng deb tanlash yaxshidir, shuning uchun Rm = Rm va Vmrdagi kuchlanish Vrefning yarmidir.

Vmr = Vref / 2

Keyinchalik, ko'prik muvozanatlanganda, hisoblagichning chap va o'ng tomonidagi kuchlanish aniq teng bo'ladi va faza ham to'liq mos keladi. Shunday qilib, Vml ham Vrefning yarmi. Buning yordamida biz quyidagilarni yozishimiz mumkin:

Vml = Vref / 2 = Vcc + Vrc

Keling, R90 va R0 da oqim oqimini yozishga harakat qilaylik:

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

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

Bundan tashqari, sinovdan o'tgan qurilmaning oqimi:

Muz = Ir0 + Ir90

Endi, tekshirilayotgan qurilmani kondansatkich deb hisoblang va biz Vzni Vrefni 90 daraja boshqarishini xohlaymiz.

hisoblashni soddalashtiring, biz Vz va Vref kuchlanishini 1V ga normalizatsiya qila olamiz. Keyin aytishimiz mumkin:

Vz = j, Vref = 1

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

Ir90 = (j - 0,5) / (R90)

Hammasi bo'lib:

Muz = Vml / (-j Xc + Rc)

-j Xc + Rc = (0,5 / Ic)

Bu erda Xc - bu mukammal kondansatkichning impedansi.

Shunday qilib, ko'prikni muvozanatlash va R0 va R90 qiymatlarini bilish orqali Ic sinovidagi qurilma orqali umumiy oqimni hisoblash oson. Biz kelgan oxirgi tenglamadan foydalaning, biz mukammal sig'imning impedansini va ketma -ket qarshilikni hisoblashimiz mumkin. Kondansatör empedansini va qo'llaniladigan signalning chastotasini bilib, sinovdan o'tayotgan qurilmaning sig'imini quyidagicha aniqlash oson.

Xc = 1 / (2 x π F C)

7 -qadam: Kondensator yoki induktor qiymatini o'lchash bosqichi

1. To'lqinli faylni kompyuter yoki MP3 pleer yordamida ijro eting.

2. MP3 pleerning chiqishini yuqorida ko'rsatilgan simi diagrammasi sifatida ulang, agar induktorni o'lchayotgan bo'lsangiz, ulanishni chap va o'ng kanalga almashtiring.

3. Multimetrni ulang va o'zgaruvchan tok kuchlanishi bo'yicha o'lchovni o'rnating.

4. Ovoz klipini ijro eting va trim potini voltaj ko'rsatkichi minimal darajaga tushguncha sozlang. Nolga qanchalik yaqin bo'lsa, o'lchov aniqroq bo'ladi.

5. Tekshirilayotgan qurilmani (DUT) va MP3 pleerni uzing.

6. Multimetr simini R90 ga o'tkazing va o'lchovni qarshilikka o'rnating. Qiymatni o'lchang. 7. R0 uchun ham shunday qiling.

8. Yoki kondansatör/indüktör qiymatini qo'lda hisoblang yoki qiymatni hal qilish uchun taqdim etilgan Octave/Matlab skriptidan foydalaning.

8 -qadam: Ko'prikni muvozanatlash uchun o'zgaruvchan qarshilik uchun zarur bo'lgan taxminiy qarshilik jadvali

9 -qadam: Rahmat

Buni o'qiganingiz uchun tashakkur. Bu men 2009 yilda yozgan veb -sahifaning transkripsiyasi edi