Lampiran untuk mengukur induktansi dan penggunaannya dalam praktik radio amatir

Lampiran yang diusulkan pada pengukur frekuensi untuk menentukan dengan perhitungan induktansi dalam kisaran 0,2 H... 4 H berbeda dari prototipe dalam pengurangan tegangan pada induktansi yang diukur (amplitudo tidak lebih dari 100 mV), yang mengurangi kesalahan pengukuran untuk kumparan pada cincin berukuran kecil dan sirkuit magnetik tertutup dan memberikan kemampuan untuk mengukur permeabilitas magnetik awal inti magnetik dengan akurasi yang cukup untuk latihan. Selain itu, nilai tegangan rendah pada rangkaian memungkinkan Anda memperkirakan induktansi kumparan langsung dalam struktur, tanpa membongkar.

Bagi banyak amatir radio pemula, pembuatan dan evaluasi induktansi kumparan, tersedak, dan transformator menjadi “batu sandungan.” Meteran industri tidak tersedia; desain lengkap buatan rumah biasanya sulit untuk ditiru dan diperlukan instrumen industri untuk memasangnya. Oleh karena itu, pemasangan sederhana pada pengukur frekuensi atau osiloskop sangat populer.

Deskripsi dan diagram perangkat tersebut telah dipublikasikan di majalah. Mereka mudah diulang dan digunakan. Namun informasi dalam artikel mengenai kesalahan yang disebutkan dan batasan pengukuran sering kali mengarah pada kesimpulan yang salah dan hasil yang menyimpang. Dengan demikian, ditunjukkan bahwa lampiran memungkinkan Anda mengukur induktansi lebih dari 0,1 μH, dan kesalahan pengukuran tergantung pada pemilihan kapasitor, yang dalam desain penulis memiliki deviasi kapasitansi nominal yang diizinkan tidak lebih dari ±1% . Dan ini terlepas dari kenyataan bahwa pada transistor yang ditunjukkan dalam diagram, pembangkitan stabil dimulai dengan induktansi rangkaian osilasi 0,15...0,2 μH (mereka yang tertarik dapat dengan mudah memeriksanya), dan induktansi diri dari kabel dari papan ke konektor 30 mm ternyata sama dengan 0,1 ...0,14 µH. Artikel lain menunjukkan kesalahan hingga 1,5% dari batas atas (omong-omong, harap dicatat bahwa batas bawah adalah 0,5 μH dengan kesalahan 0,9 μH - dan ini benar, dengan kata lain, pengukuran nilai tersebut ​​bersifat perkiraan) untuk nilai induktansi kecil dan besar, tanpa memperhitungkan kapasitansi kumparan itu sendiri. Dan kapasitansi seperti itu dapat mencapai nilai yang sebanding dengan nilai kontur dan menimbulkan kesalahan tambahan hingga 10...20%.

Artikel ini berupaya, sampai batas tertentu, mengisi kesenjangan yang dicatat dan menunjukkan metode untuk menilai kesalahan pengukuran dan metode untuk menerapkan desain yang benar-benar sederhana dan berguna di laboratorium setiap amatir radio.

Lampiran yang diusulkan pada pengukur frekuensi dirancang untuk mengevaluasi dan mengukur induktansi dalam kisaran 0,2 μH... 4 H dengan akurasi yang cukup untuk latihan. Ini berbeda dari prototipe dalam pengurangan tegangan pada induktansi yang diukur (amplitudo tidak lebih dari 100 mV), yang mengurangi kesalahan dalam mengukur induktansi pada cincin kecil dan sirkuit magnetik tertutup dan memungkinkan untuk mengukur permeabilitas magnetik awal dari sirkuit magnetik. Selain itu, nilai tegangan rendah pada rangkaian memungkinkan Anda memperkirakan induktansi kumparan langsung dalam struktur, tanpa membongkar. Peluang ini akan diapresiasi oleh mereka yang sering kali harus memperbaiki dan mengkonfigurasi peralatan tanpa adanya diagram dan deskripsi.

Pengukur frekuensi buatan sendiri atau industri apa pun cocok untuk bekerja dengan dekoder, memungkinkan Anda mengukur frekuensi hingga 3 MHz dengan akurasi minimal 3 digit. Jika Anda tidak memiliki pengukur frekuensi, osiloskop bisa digunakan. Keakuratan pengukuran parameter waktu untuk yang terakhir biasanya sekitar 7...10%, yang akan menentukan kesalahan dalam mengukur induktansi.

Arus yang dikonsumsi oleh dekoder pada tegangan suplai di kisaran 5...15 V tidak lebih dari 22 mA.

Prinsip pengukuran induktansi didasarkan pada hubungan terkenal yang menghubungkan parameter elemen rangkaian osilasi dengan frekuensi resonansinya (rumus Thomson)

Dengan kapasitansi rangkaian Ck = 25330 pF, rumusnya disederhanakan

Dimana T adalah periode dalam mikrodetik.

Di konsol (diagramnya ditunjukkan pada beras. 1) generator berpasangan emitor digunakan dalam penguat dua tahap, frekuensi osilasi harmonik ditentukan oleh kapasitansi kapasitor C1 dan induktansi terukur Lx, dihubungkan ke terminal pegas X1. Karena koneksi langsung digunakan antara basis transistor VT1 dan kolektor VT2, penguatan loop generator tinggi, yang menjamin pembangkitan stabil ketika rasio L/C berubah dalam rentang yang luas. Penguatan loop sebanding dengan kecuraman transistor yang digunakan dan dapat diatur secara efektif dengan mengubah arus emitor, yang menggunakan penyearah pada dioda VD1, VD2 dan transistor kontrol VT3. Pengenalan penguat berdasarkan transistor VT4 dengan KU = 8...9 memungkinkan untuk mengurangi amplitudo tegangan pada rangkaian ke level 80...90 mV dengan amplitudo keluaran 0,7 V. Pengikut emitor memastikan operasi dengan beban impedansi rendah.

Perangkat beroperasi ketika tegangan suplai berubah dalam kisaran 5...15 V, sedangkan variasi level tegangan keluaran tidak melebihi 20%, dan penyimpangan frekuensi F = 168,5 kHz (dengan lilitan kumparan Q tinggi pada inti 50 HF dengan induktansi L = 35 HF) tidak lebih dari 40 Hz!

Dalam desainnya, transistor KT361B, KT361G, KT 3107 dengan indeks huruf apa pun dapat digunakan pada posisi VT1, VT2, meskipun hasil yang sedikit lebih baik dicapai dengan KT326B; di posisi VT3 - transistor silikon struktur pnp, misalnya KT209V, KT361B, KT361G, KT3107 dengan indeks huruf apa saja. Kebanyakan transistor frekuensi tinggi cocok untuk penguat buffer (VT4, VT5). Parameter h21E untuk transistor VT4 lebih dari 150, sisanya tidak kurang dari 50.

Dioda VD, VD2 - silikon frekuensi tinggi apa pun, misalnya seri KD503, KD509, KD521, KD522.

Resistor - MLT-0,125 atau serupa. Kapasitor, kecuali C1, masing-masing berukuran kecil keramik dan elektrolitik, penyebaran 1,5...2 kali dapat diterima.

Kapasitor C1 dengan kapasitas 25330 pF menentukan keakuratan pengukuran, sehingga disarankan untuk memilih nilainya dengan deviasi tidak lebih dari ±1% (dapat terdiri dari beberapa kapasitor termostabil, misalnya 10000 + 10000 + 5100 pF dari grup KSO, K31. Jika tidak mungkin memilih kapasitansi secara akurat, Anda dapat menggunakan metode yang dijelaskan di bawah ini.

Lebih mudah menggunakan klem pegas untuk kabel “akustik” sebagai konektor X1. Konektor X3 untuk menghubungkan ke pengukur frekuensi - SR-50-73F.

Bagian-bagiannya dipasang pada papan sirkuit tercetak ( beras. 2) terbuat dari fiberglass berlapis foil satu sisi. Dibolehkan menggunakan instalasi yang dipasang di dinding. Sebagai rumah konsol, Anda dapat menggunakan kotak berukuran sesuai yang terbuat dari bahan apa pun. Konektor X1 harus ditempatkan sedemikian rupa untuk memastikan panjang minimum konduktor yang menghubungkannya ke papan.

Setelah memeriksa pemasangan yang benar, gunakan daya 12 V tanpa menyambungkan kumparan ke konektor X1. Tegangan pada emitor VT5 harus kira-kira sama dengan setengah tegangan suplai; jika deviasinya lebih besar, Anda harus memilih resistor R4. Konsumsi saat ini akan mendekati 20 mA.

Hubungkan kumparan Lx dengan induktansi mulai dari puluhan hingga ratusan mikrohenri ke konektor X1 (nilai pastinya tidak penting), dan sambungkan osiloskop atau voltmeter frekuensi tinggi ke konektor X3. Output dari dekoder harus memiliki tegangan bolak-balik 0,45...0,5 V rms (nilai amplitudo 0,65...0,7 V). Jika perlu, levelnya dapat diatur pada kisaran 0,25...0,7 Veff dengan memilih resistor R8.

Sekarang Anda dapat mulai mengkalibrasi dekoder dengan menghubungkannya ke pengukur frekuensi. Hal ini dapat dilakukan dengan beberapa cara.

Jika memungkinkan untuk mengukur, dengan akurasi tidak lebih buruk dari 1%, sebuah kumparan pada sirkuit magnetik terbuka dengan induktansi urutan puluhan hingga ratusan μH, kemudian menggunakannya sebagai referensi, pilih kapasitansi kapasitor C1 ...C4 agar pembacaan lampiran sesuai dengan nilai yang dibutuhkan.

Dalam kasus kedua, Anda memerlukan satu kapasitor referensi yang stabil secara termal, yang kapasitansinya minimal 1000 pF dan diketahui dengan akurasi tinggi. Sebagai upaya terakhir, jika tidak mungkin mengukur kapasitansi secara akurat, Anda dapat menggunakan kapasitor KSO, K31 dengan toleransi ±2–5%, dengan menerima kemungkinan peningkatan kesalahan. Penulis menggunakan kapasitor K31-17 dengan kapasitas nominal 5970 pF ±0,5%. Pertama, dengan menggunakan pengukur frekuensi, kami memperbaiki frekuensi F1 untuk kumparan Lx tanpa kapasitor eksternal tambahan. Kemudian kita sambungkan kapasitor referensi Cet secara paralel dengan kumparan dan perbaiki frekuensi F2. Sekarang kita dapat menentukan kapasitansi input nyata dari dekoder yang dirakit dan induktansi kumparan Lx menggunakan rumus

Melakukan beberapa perhitungan ulang secara manual membutuhkan waktu yang lama, sehingga penulis menggunakan program perhitungan yang berhasil MIX10, yang dikembangkan oleh A. Bespalchik dan silakan diposting di website SKR < > .

Agar dapat menggunakan rumus sederhana yang diberikan di awal artikel, Anda perlu mengatur kapasitansi Cvx sama dengan 25330±250 pF dengan memilih kapasitor C1-C4. Setelah penyesuaian akhir kapasitansi dengan kapasitor C1, lakukan pengukuran kontrol sesuai dengan metode di atas untuk memastikan kapasitansi Cin sesuai dengan yang diperlukan.

Setelah itu, konsol siap digunakan. Mari kita coba mengevaluasi kemampuannya; Untuk melakukan ini, kami akan melakukan beberapa percobaan.

1 . Saat mengukur nilai induktansi kecil, kesalahan besar disebabkan oleh induktansi dekoder itu sendiri, yang terdiri dari induktansi konduktor yang menghubungkan konektor X1 ke papan dan induktansi pemasangan. Mari kita coba mengukurnya. Pertama, kita menutup kontak konektor X1 dengan konduktor lurus pendek. Kabel pilin menuju konektor X1 dengan panjang 30 mm dan jumper dengan panjang 30 mm membentuk satu putaran kumparan. Jika generator memiliki transistor KT326B, osilasi hanya terjadi ketika rangkaian dieksitasi oleh eksitasi kejut dengan menyalakan daya secara berkala; dalam hal ini, frekuensi F1 = 2,675...2,73 MHz, yang sesuai dengan induktansi 0,14 μH (dengan transistor KT3107B tidak terjadi pembangkitan sama sekali). Sekarang kita akan membuat cincin dengan diameter 3 dari kawat dengan diameter 0,5 mm dengan perkiraan induktansi sekitar 0,08 μH dan menghubungkannya ke X1. Untuk generator yang menggunakan transistor KT326B, pengukur frekuensi menunjukkan nilai 2,310 MHz, yang sesuai dengan induktansi 0,19 H. Versi dengan transistor KT3107B dihasilkan hanya ketika rangkaian tereksitasi oleh guncangan. Jadi, induktansi dekoder itu sendiri berada di kisaran 0,1...0,14 µH.

Kesimpulan: akurasi pengukuran yang tinggi dipastikan untuk induktansi yang lebih besar dari 5 μH. Untuk nilai dalam kisaran 0,5...5 µH, induktansi diri 0,1...0,14 µH harus diperhitungkan. Untuk induktansi kurang dari 0,5 µH, pengukuran bersifat perkiraan. Dengan percaya diri mencatat nilai induktansi minimum 0,2 µH.

2 . Mengukur induktansi yang tidak diketahui. Misalkan frekuensi F1 = 0,16803 MHz, yang jika menggunakan rumus sederhana untuk menghitung induktansi, menghasilkan 35,42 H.

Saat diuji dengan kapasitor referensi, frekuensi F2 = 0,15129 MHz sesuai dengan induktansi 35,09 H. Kesalahannya kurang dari 1%.

3 . Dengan menggunakan induktansi yang diukur sebagai referensi, kapasitansi masukan generator dapat diperkirakan. Kapasitansi rangkaian terdiri dari kapasitansi kapasitor C1–C4 dan kapasitansi Cgen, terdiri dari penjumlahan kapasitansi instalasi dan kapasitansi yang disumbangkan oleh transistor VT1, VT2, yaitu Cvx = C1 + Cgen.

Untuk menentukan nilai gen C, kita mematikan kapasitor C1–C4 dan mengukur frekuensi F3 dengan induktansi yang digunakan. Sekarang Sgen bisa dihitung menggunakan rumus

Pada dekoder versi penulis dengan transistor KT3107B, kapasitansi Cgen adalah 85 pF, dan dengan transistor KT326B - 39 pF. Dibandingkan dengan nilai yang diperlukan yaitu 25330 pF, ini kurang dari 0,4%, yang memungkinkan penggunaan hampir semua transistor frekuensi tinggi tanpa efek nyata pada akurasi pengukuran.

4 . Karena kapasitansi internal yang besar pada sambungan, saat mengukur induktansi hingga 0,1 H, kesalahan yang ditimbulkan oleh kapasitansi internal kumparan tidak signifikan. Jadi, ketika mengukur induktansi belitan primer transformator keluaran dari penerima transistor, diperoleh nilai L = 105,6 mH. Ketika rangkaian osilasi dilengkapi dengan kapasitor referensi 5970 pF, diperoleh nilai yang berbeda - L = 102 mH, dan kapasitansi belitan itu sendiri Cr = Cism - C1 = 25822 - 25330 = 392 pF.

5 . Amplitudo pada rangkaian osilasi pengukur dengan nilai 70...80 mV ternyata kurang dari ambang batas pembukaan sambungan silikon p-n, yang dalam banyak kasus memungkinkan untuk mengukur induktansi kumparan dan transformator secara langsung di rangkaian (of tentu saja, tidak diberi energi). Karena kapasitansi intrinsik dekoder yang besar (25330 pF), jika kapasitansi dalam rangkaian yang diukur tidak lebih dari 1200 pF, kesalahan pengukuran tidak akan melebihi 5%.

Jadi, ketika mengukur induktansi kumparan rangkaian IF (kapasitansi rangkaian tidak lebih dari 1000 pF) langsung pada papan penerima transistor, diperoleh nilai 92,1 H. Saat mengukur induktansi kumparan yang disolder dari papan, nilai yang dihitung ternyata lebih kecil - 88,7 H (kesalahan kurang dari 4%).

Untuk menyambung ke induktor yang ditempatkan pada papan, penulis menggunakan probe dengan kabel penghubung sepanjang 30 cm, dipelintir dengan kelipatan satu lilitan per sentimeter. Mereka memperkenalkan induktansi tambahan 0,5...0,6 μH - ini penting untuk diketahui saat mengukur jumlah kecil; untuk mengevaluasinya, cukup dengan menghubungkan probe satu sama lain.

Kesimpulannya, beberapa tips bermanfaat.

Permeabilitas magnet inti magnet berbentuk cincin tanpa tanda dapat ditentukan dengan menggunakan metode berikut. Gulung 10 lilitan kawat, distribusikan secara merata di sekeliling cincin, dan ukur induktansi belitan, dan substitusikan nilai induktansi yang dihasilkan ke dalam rumus:

L-induktansi

W - jumlah putaran

D,d,h – ukuran cincin dalam mm

Dalam perhitungan praktis, akan lebih mudah untuk menggunakan rumus yang disederhanakan untuk menghitung jumlah lilitan inti magnet cincin

Nilai koefisien k untuk sejumlah inti magnet cincin yang tersebar luas menurut V. T. Polyakov diberikan dalam meja 1.

Tabel 1

Untuk inti magnet lapis baja yang tersebar luas yang terbuat dari besi karbonil, akan lebih mudah untuk menghitung induktansi dalam mikrohenry, jadi kami memperkenalkan koefisien m, dan rumusnya akan berubah.

Beberapa nilai inti magnetik lapis baja umum diberikan dalam meja 2.

Tidak akan sulit untuk membuat tabel serupa untuk inti magnetik cincin dan lapis baja yang ada menggunakan lampiran yang diusulkan.

LITERATUR

1.Gaiduk P. Pengukur frekuensi mengukur induktansi. - Radio Amatir, 1996, No. 6, hal. 30. 2. L-meter dengan skala linier. - Radio, 1984, No. 5, hal. 58, 61.3. Polyakova V. Induktor. ― Radio, 2003, No.1, hal. 53.4. Polyakova V. Amatir radio tentang teknologi konversi langsung. ― M.: Patriot, 1990, hal. 137, 138. 5. Perangkat penerima dan penguat semikonduktor: Buku Pegangan Amatir Radio. /Tereshchuk R.M. dkk./ ― Kyiv: Naukova Dumka, 1987, hal. 104.

S. Belenetsky, Lugansk, Ukraina
Radio, 2005, No.5, hlm.26-28

Isi:

"Induktansi" berarti induksi timbal balik, yaitu tegangan dalam suatu rangkaian listrik dihasilkan oleh perubahan arus pada rangkaian lain, atau induksi sendiri, yaitu tegangan dalam suatu rangkaian dihasilkan oleh perubahan arus dalam rangkaian yang sama. Dalam kedua kasus tersebut, induktansi didefinisikan sebagai rasio tegangan terhadap arus, dan satuannya adalah henry, sama dengan 1 volt per detik dibagi ampere. Karena satu henry adalah kuantitas yang besar, induktansi biasanya diukur dalam milihenry (mH, seperseribu henry) atau mikrohenry (µH, sepersejuta henry). Beberapa metode untuk mengukur induktansi kumparan dijelaskan di bawah ini.

Tangga

1 Pengukuran induktansi menggunakan hubungan tegangan-arus

1. 1 Hubungkan sumber tegangan pulsa ke induktor. Dalam hal ini, total dorongan tidak boleh lebih dari 50 persen.
2. 2 Nyalakan monitor untuk mencatat arus. Penting untuk menghubungkan resistor penginderaan arus ke sirkuit, atau menggunakan ammeter. Yang pertama dan kedua harus dihubungkan ke osiloskop.
3. 3 Catat nilai arus maksimum dan waktu antara dua pulsa tegangan dalam jaringan. Kekuatan arus diukur dalam ampere, waktu - dalam mikrodetik.
4. 4 Kalikan tegangan yang diberikan ke rangkaian per pulsa dengan durasi pulsa. Misalnya, jika tegangan 50 volt diterapkan pada suatu rangkaian selama 5 mikrodetik, hasilnya adalah 50 dikalikan 5, yaitu. 250 volt per mikrodetik.
5. 5 Bagilah produk tegangan dan durasi pulsa dengan arus maksimum. Melanjutkan contoh di atas, jika arus maksimum adalah 5 ampere, maka induktansinya adalah 250 volt per detik dibagi 5 ampere, atau 50 mikrohenri.
   • Meskipun perhitungannya sederhana, metode pengukuran induktansi ini memerlukan peralatan yang lebih kompleks dibandingkan dengan yang lain.

2 Mengukur induktansi menggunakan resistansi

1. 1 Hubungkan resistor yang diketahui hambatannya secara seri dengan induktor. Nilai resistansi harus diketahui dengan akurasi minimal satu persen. Dalam sambungan seri, arus listrik melewati kumparan dan hambatan; Kumparan dan resistor harus memiliki kontak listrik hanya pada satu titik.
2. 2 Lewatkan arus melalui rangkaian yang dihasilkan. Hal ini dilakukan dengan menggunakan konverter fungsi yang mensimulasikan arus nyata melalui kumparan dan resistor.
3. 3 Catat nilai tegangan pada masukan dan pada sambungan kumparan dengan hambatan. Sesuaikan arus sehingga tegangan pada sambungan menjadi setengah tegangan masukan rangkaian.
4. 4 Tentukan frekuensi arus. Frekuensi diukur dalam kilohertz.
5. 5 Hitung induktansinya. Berbeda dengan metode sebelumnya, metode ini memerlukan peralatan yang lebih sedikit, namun perhitungannya lebih rumit. Induktansi dihitung sebagai berikut:
   • Kalikan resistansi resistor dengan akar kuadrat 3. Misalnya, jika resistor memiliki resistansi 100 ohm, kalikan dengan 1,73 (akar kuadrat 3 hingga desimal kedua) akan menghasilkan 173.
   • Bagilah hasil perkaliannya dengan frekuensi dikalikan 2 dan pi. Jika frekuensinya 20 kilohertz, bagi dengan 125,6; 173 dibagi 125,6 menghasilkan, hingga desimal kedua, 1,38 milihenri.
   • mH = (R x 1,73) / (6,28 x (Hz / 1000))
   • Misal: diberikan R = 100 dan Hz = 20.000
   • mH = (100 X 1,73) / (6,28 x (20.000 / 1000)
   • mH = 173 / (6,28 x 20)
   • mH = 173 / 125,6
   • mH = 1,38

3 Mengukur induktansi menggunakan kapasitor dan hambatan

1. 1 Hubungkan induktor secara paralel dengan kapasitor yang kapasitansinya diketahui. Menghubungkan kumparan dan kapasitor secara paralel menghasilkan terciptanya rangkaian osilasi listrik. Gunakan kapasitor yang kapasitansinya diketahui dengan akurasi 10 persen.
2. 2 Hubungkan rangkaian yang dihasilkan secara seri dengan resistansi.
3. 3 Lewatkan arus melalui sirkuit. Ini, seperti pada kasus sebelumnya, dilakukan dengan menggunakan konverter fungsional.
4. 4 Hubungkan terminal osiloskop ke rangkaian yang dihasilkan. Setelah ini, ubah arus dari nilai minimum ke maksimum.
5. 5 Temukan titik resonansi pada osiloskop. Pada titik ini arusnya maksimum.
6. 6 Bagilah 1 dengan hasil kali kuadrat energi keluaran dan kapasitansi kapasitor. Energi 2 joule dan kapasitansi 1 farad akan menghasilkan penyebut 2 kuadrat, yaitu. 4; 1 dibagi 4 sama dengan 0,25 henry, atau 250 milihenry.

• Ketika induktor dihubungkan secara seri, induktansi totalnya sama dengan jumlah induktansi masing-masing induktor. Jika keduanya dihubungkan secara paralel, total induktansi terbalik (yaitu 1 dibagi L) sama dengan jumlah induktansi terbalik.
• Induktor dapat berupa gulungan kawat, inti cincin, atau terbuat dari kertas tipis. Semakin banyak lilitan yang dimiliki suatu kumparan per satuan panjang, semakin tinggi total penampangnya dan, karenanya, induktansinya. Induktansi kumparan panjang lebih rendah dibandingkan induktansi kumparan pendek.

Peringatan

• Induktansi dapat ditentukan secara langsung dengan menggunakan meteran induktansi, namun instrumen tersebut tidak terlalu umum dan sebagian besar dirancang untuk mengukur arus rendah.

Apa yang Anda perlukan

• Konverter fungsi
• Osiloskop dengan terminal
• Resistor atau kapasitor

Hampir setiap orang yang tertarik dengan bidang elektronika, baik pemula maupun amatir radio berpengalaman, wajib memiliki alat ukur di gudang senjatanya. Pengukuran yang paling umum tentu saja adalah tegangan, arus, dan hambatan. Sedikit lebih jarang, tergantung pada spesifikasi pekerjaannya, - parameter transistor, frekuensi, suhu, kapasitansi, induktansi.

Saat ini banyak dijual alat ukur digital universal murah yang disebut multimeter. Dengan bantuan mereka, Anda dapat mengukur hampir semua besaran di atas. Dengan kemungkinan pengecualian induktansi, yang sangat jarang ditemukan pada perangkat gabungan. Pada dasarnya, pengukur induktansi adalah perangkat terpisah; ia juga dapat ditemukan bersama dengan pengukur kapasitansi (LC meter).

Biasanya, induktansi tidak perlu sering diukur. Bagi saya sendiri, saya bahkan akan mengatakan - sangat jarang. Misalnya, saya melepas solder kumparan dari beberapa papan, tetapi tidak bertanda. Menarik untuk mengetahui apa itu induktansinya, sehingga bisa digunakan di suatu tempat nanti.

Atau Anda sendiri yang melilitkan kumparannya, tetapi tidak ada yang perlu diperiksa. Untuk pengukuran sesekali seperti itu, saya menganggap tidak masuk akal untuk membeli perangkat terpisah. Jadi saya mulai mencari rangkaian meteran induktansi yang sangat sederhana. Saya tidak menuntut akurasi khusus - untuk produk amatir buatan sendiri, hal ini tidak begitu penting.

Sebagai alat pengukuran dan indikasi pada rangkaian yang dijelaskan dalam artikel, digunakan voltmeter digital dengan sensitivitas 200 mV, yang dijual sebagai modul siap pakai. Saya memutuskan untuk menggunakan multimeter digital biasa untuk tujuan ini. UNI-T M838 pada batas pengukuran 200 mV tegangan konstan. Oleh karena itu, rangkaian tersebut disederhanakan dan pada akhirnya berbentuk lampiran pada multimeter.

Fragmen dikecualikan. Majalah kami ada atas sumbangan dari pembaca. Versi lengkap artikel ini hanya tersedia

Saya tidak akan mengulangi penjelasan tentang cara kerja rangkaian ini; Anda dapat membaca semuanya di artikel asli (arsip di bawah). Saya hanya akan menjelaskan sedikit tentang kalibrasi.

Kalibrasi Meter Induktansi

Demikian pula - di rentang lainnya. Tentu saja, untuk kalibrasi Anda memerlukan induktansi yang akurat, atau perangkat referensi yang perlu digunakan untuk mengukur induktansi yang Anda miliki. Sayangnya, saya punya masalah dengan ini, jadi saya tidak bisa mengkalibrasinya dengan benar. Saya memiliki stok sekitar dua lusin kumparan, disolder dari papan yang berbeda, kebanyakan tanpa tanda apa pun.

Saya mengukurnya di tempat kerja dengan perangkat (sama sekali tidak patut dicontoh) dan menuliskannya pada selotip kertas yang saya tempelkan pada gulungannya. Namun ada juga masalah bahwa perangkat apa pun juga memiliki beberapa jenis kesalahan.

Ada pilihan lain: Anda dapat menggunakan . Bagian yang dibutuhkan hanya satu buah resistor, dua buah colokan dan dua buah klem. Anda juga perlu mempelajari cara menggunakan program ini; seperti yang penulis tulis, pengukuran “memerlukan sejumlah kerja otak dan tangan.” Meskipun akurasi pengukuran di sini juga “radio amatir”, saya mendapatkan hasil yang cukup sebanding.

Dewan dan Majelis

Bingkai

Kami membuat lipatan di tempat yang tepat seperti ini. Kami memanaskan area tikungan dengan pengering rambut hingga suhu sedemikian rupa sehingga plastik melunak, tetapi belum meleleh. Kemudian segera kita aplikasikan pada permukaan persegi panjang yang sudah disiapkan sebelumnya, tekuk pada sudut siku-siku dan tahan hingga plastik menjadi dingin. Untuk pendinginan cepat, lebih baik mengaplikasikannya pada permukaan logam.

Untuk menghindari luka bakar, gunakan sarung tangan atau sarung tangan. Pertama, saya sarankan berlatih di bagian kecil kotak yang terpisah.

Lalu kami membuat lubang di tempat yang tepat. Plastiknya sangat mudah diolah, sehingga hanya membutuhkan sedikit waktu untuk membuat casingnya. Saya mengamankan penutupnya dengan sekrup kecil.
Saya mencetak stiker pada printer, melaminasinya dengan selotip di atasnya dan menempelkannya ke tutupnya dengan “perekat” dua sisi.

Contoh pengukuran

Hasil pengukuran induktansi 100 µH

Rentang pertama

Rentang kedua

Rentang ketiga

Menggunakan program LIMP

Kerugian dari skema ini: Anda memerlukan multimeter tambahan dan catu daya eksternal, kalibrasi yang agak rumit dan tidak dapat dipahami (terutama bila tidak ada yang perlu dikalibrasi), akurasi pengukuran yang rendah, dan batas atas yang terlalu kecil.

Saya yakin pengukur induktansi sederhana ini dapat berguna bagi amatir radio pemula, serta bagi mereka yang tidak memiliki cukup uang untuk membeli perangkat mahal.

Penggunaan meteran ini dibenarkan jika tidak ada persyaratan ketat untuk keakuratan pengukuran nilai induktansi absolut.

Meteran dapat, misalnya, berguna untuk memonitor induktansi belitan ketika belitan tersedak filter jaringan yang menekan interferensi mode umum. Dalam hal ini, identitas kedua belitan induktor penting untuk mencegah kejenuhan inti.

Sumber

1. Artikel. Untuk membantu amatir radio. Edisi 10. Tinjauan informasi untuk amatir radio / Komp. M.V. Adamenko. - M.: NT Press, 2006. - Hal.8.

instruksi

Beli meteran LC. Dalam kebanyakan kasus, ini untuk multimeter biasa. Ada juga multimeter dengan fungsi pengukuran - perangkat seperti itu juga cocok untuk Anda. Semua perangkat ini dapat dibeli di toko khusus yang menjual komponen elektronik.

Matikan daya pada papan tempat koil berada. Jika perlu, lepaskan kapasitor pada papan. Lepas solder kumparan yang perlu diukur dari papan (jika ini tidak dilakukan, kesalahan nyata akan terjadi pada pengukuran), dan kemudian sambungkan ke soket input perangkat (yang ditunjukkan dalam instruksinya). Alihkan perangkat ke batas yang tepat, biasanya ditunjukkan sebagai "2 mH". Jika induktansinya kurang dari dua milihenry, maka akan ditentukan dan ditampilkan pada indikator, setelah itu pengukuran dapat dianggap selesai. Jika lebih besar dari nilai ini, perangkat akan menunjukkan kelebihan beban - satuan akan muncul di digit paling signifikan, dan spasi akan muncul di digit lainnya.

Jika meteran menunjukkan kelebihan beban, alihkan perangkat ke batas berikutnya yang lebih kasar - “20 mH”. Harap dicatat bahwa titik desimal pada indikator telah berpindah - skala telah berubah. Jika pengukuran kali ini tidak berhasil, terus alihkan batas ke arah yang lebih kasar hingga beban berlebih hilang. Setelah itu baca hasilnya. Dengan melihat tombolnya, Anda akan mengetahui dalam satuan apa hasil ini dinyatakan: dalam henries atau milihenries.

Cabut kumparan dari soket masukan perangkat, lalu solder kembali ke papan.

Jika perangkat menunjukkan nol bahkan pada batas yang paling akurat, maka kumparan memiliki induktansi yang sangat rendah atau mengandung belitan hubung singkat. Jika, bahkan pada batas paling kasar, kelebihan beban ditunjukkan, kumparan rusak atau memiliki terlalu banyak induktansi, yang tidak dirancang untuk diukur oleh perangkat.

Video tentang topik tersebut

Harap diperhatikan

Jangan pernah menghubungkan meteran LC ke sirkuit listrik.

Saran yang berguna

Beberapa LC meter memiliki kenop penyesuaian khusus. Baca instruksi perangkat tentang cara menggunakannya. Tanpa penyesuaian, pembacaan perangkat akan menjadi tidak akurat.

Induktor adalah konduktor melingkar yang menyimpan energi magnet dalam bentuk medan magnet. Tanpa elemen ini mustahil membuat pemancar radio atau penerima radio untuk peralatan komunikasi kabel. Dan TV, yang sudah biasa kita gunakan, tidak terpikirkan tanpa induktor.

Anda akan membutuhkan

• Kabel berbagai bagian, kertas, lem, silinder plastik, pisau, gunting

instruksi

Dengan menggunakan data ini, hitung nilainya. Caranya, bagi nilai tegangan secara berurutan dengan 2, angka 3,14, nilai frekuensi arus dan kuat arus. Hasilnya adalah nilai induktansi kumparan tertentu dalam Henry (H). Catatan penting: Hubungkan koil hanya ke sumber listrik AC. Resistansi aktif konduktor yang digunakan dalam kumparan harus dapat diabaikan.

Pengukuran induktansi solenoid.
Untuk mengukur induktansi suatu solenoid, ambil penggaris atau alat lain untuk menentukan panjang dan jarak, serta menentukan panjang dan diameter solenoid dalam meter. Setelah itu, hitung jumlah putarannya.

Kemudian temukan induktansi solenoid. Caranya, naikkan jumlah putarannya ke pangkat dua, kalikan hasilnya dengan 3,14, diameter dengan pangkat kedua dan bagi hasilnya dengan 4. Bagilah angka yang dihasilkan dengan panjang solenoid dan kalikan dengan 0,0000012566 ( 1,2566*10-6). Ini akan menjadi nilai induktansi solenoid.

Jika memungkinkan, gunakan alat khusus untuk menentukan induktansi konduktor ini. Hal ini didasarkan pada sirkuit yang disebut jembatan AC.

Induktor mampu menyimpan energi magnet ketika arus listrik mengalir. Parameter utama kumparan adalah induktansinya. Induktansi diukur dalam Henry (H) dan dilambangkan dengan huruf L.

Anda akan membutuhkan

• Parameter induktor

instruksi

Induktansi konduktor pendek ditentukan oleh: L = 2l(ln(4l/d)-1)*(10^-3), dengan l adalah panjang kawat masuk, dan d adalah diameter kawat masuk sentimeter. Jika kawat dililitkan pada rangka, maka akan terbentuk kumparan. Fluks magnet terkonsentrasi dan akibatnya induktansi meningkat.

Induktansi kumparan sebanding dengan dimensi linier kumparan, permeabilitas magnetik inti dan kuadrat jumlah belitan. Induktansi luka kumparan pada inti toroidal sama dengan: L = μ0*μr*s*(N^2)/l. Dalam rumus ini, μ0 adalah konstanta magnet, μr adalah permeabilitas magnetik relatif bahan inti, bergantung pada frekuensi), s -

Bagi banyak penggemar elektronik, tugas mengukur kapasitansi kapasitor dan induktansi tersedak adalah relevan, karena, tidak seperti resistor, komponen ini sering kali tidak diberi tanda (terutama SMD). Sementara itu, dengan memiliki generator osilasi sinusoidal dan osiloskop (perangkat yang harus ada di laboratorium radio amatir mana pun), masalah ini dapat diselesaikan dengan cukup sederhana. Yang perlu Anda lakukan hanyalah mengingat kursus awal teknik elektro.

Mari kita pertimbangkan rangkaian paling sederhana - resistor dan kapasitor yang dihubungkan secara seri. Biarkan rangkaian ini dihubungkan ke sumber osilasi sinusoidal. Mari kita tuliskan persamaan tegangan pada elemen rangkaian kita dalam bentuk operator: UR = I * R, UC = -j * I / ωC. Dari persamaan tersebut terlihat bahwa nilai amplitudo tegangan akan berhubungan sebagai berikut: U R / U C = R * ωC (tentunya tegangan akan bergeser fasa, namun dalam hal ini kita tidak peduli, kita khawatir
amplitudo saja).

Saya rasa banyak yang sudah menebak ke mana tujuan saya dengan ini. Ya, kapasitas dihitung cukup sederhana dari persamaan terakhir:

C = U R /U C * 1/ωR atau, dengan mempertimbangkan fakta bahwa ω= 2πf, kita peroleh C = U R /U C * 1/2πfR ; (1)

Jadi, algoritmanya sederhana: kita menghubungkan resistor secara seri dengan kapasitansi yang diukur, menghubungkan generator osilasi sinusoidal ke rangkaian ini, dan menggunakan osiloskop untuk mengukur amplitudo tegangan pada kapasitor dan resistor kita. Dengan mengubah frekuensi, kami memastikan bahwa amplitudo tegangan pada kedua elemen kira-kira sama (ini akan membuat pengukuran lebih akurat). Selanjutnya, dengan memasukkan nilai amplitudo yang diukur ke dalam rumus (1), kita menemukan kapasitansi kapasitor yang diperlukan.

Demikian pula, Anda dapat memperoleh rumus untuk menghitung induktansi:

L = U L /U R * R/ω atau, dengan mempertimbangkan fakta bahwa ω= 2πf, kita peroleh L = U L /U R * R/2πf ; (2)

Jadi, dengan memiliki osilator sinusoidal dan osiloskop, menggunakan rumus (1) dan (2) ternyata cukup mudah untuk menghitung kapasitansi atau induktansi yang tidak diketahui (untungnya, resistor hampir selalu ditandai).

Algoritma tindakannya adalah sebagai berikut:

1) Kami merakit rangkaian dari resistor yang dihubungkan seri dengan nilai yang diketahui dan kapasitansi uji (induktansi).

2) Kami menghubungkan rangkaian ini ke generator osilasi sinusoidal dan dengan mengubah frekuensi kami memastikan bahwa amplitudo tegangan pada kedua elemen rangkaian kira-kira sama.

3) Dengan menggunakan rumus (1) atau (2), kita menghitung nilai nominal kapasitansi atau induktansi yang diteliti.

Meskipun elemen kami tidak ideal, ada toleransi pada nilai resistor dan selalu ada beberapa kesalahan pengukuran, hasilnya cukup akurat (setidaknya Anda dapat dengan mudah mengidentifikasi kapasitansi dalam seri standar). Izinkan saya mengukur kapasitansi dan mendapatkan nilai 1,036 nF. Jelasnya, kapasitor yang diteliti seharusnya diberi tanda 1 nF.

Untuk memudahkan Anda menavigasi nilai resistor, saya akan memberikan beberapa contoh:

— untuk kapasitansi 15 pF dalam rangkaian dengan resistor 200 kOhm, amplitudo tegangan akan kira-kira sama pada frekuensi 53 kHz;

— untuk kapasitansi 1 nF dalam rangkaian dengan resistor 10 kOhm, amplitudo tegangan akan kira-kira sama pada frekuensi 15,9 kHz;

— untuk kapasitansi 0,1 μF dalam rangkaian dengan resistor 680 Ohm, amplitudo tegangan akan kira-kira sama pada frekuensi 2,34 kHz;

— untuk induktansi 3 μH dalam rangkaian dengan resistor 120 Ohm, amplitudo tegangan akan kira-kira sama pada frekuensi 6,3 MHz;

- untuk induktansi 100 μH dalam rangkaian dengan resistor 120 Ohm, amplitudo tegangan akan kira-kira sama pada frekuensi 190 kHz.

Oleh karena itu, rentang kapasitansi dan induktansi yang dapat diukur hanya bergantung pada rentang frekuensi pengoperasian generator dan osiloskop Anda.

Berdasarkan metode ini, dimungkinkan untuk membuat perangkat untuk mengukur kapasitansi dan induktansi secara otomatis.

Kalkulator online untuk menghitung kapasitansi dan induktansi :

(untuk penghitungan yang benar, gunakan titik, bukan koma, sebagai titik desimal)

1) Perhitungan kontainer.