Misurazione dell'induttanza

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Passi
Consigli
Avvertimento
Necessità

L`induttanza è la capacità di una bobina di impedire il passaggio di corrente elettrica. Una bobina di induzione può fermare una corrente in modo che un`altra corrente possa fluire. TV e radio, ad esempio, utilizzano l`induzione per ricevere e sintonizzarsi su diversi canali. L`induttanza viene solitamente misurata in unità di millihenry o microhenry. La misurazione stessa viene solitamente eseguita con un generatore di frequenza e un oscilloscopio o un multimetro LCM. L`induttanza può anche essere calcolata utilizzando un grafico della tensione rispetto alla corrente, che misura la variazione della corrente elettrica che passa attraverso una bobina.

Passi

Metodo 1 di 3: determinazione dell`induttanza con un resistore

Immagine titolata Measure Inductance Step 1

1. Scegli una resistenza da 100 ohm con una resistenza dell`1%. I resistori hanno bande colorate che possono aiutarti a distinguerli. Un resistore da 100 ohm ha una banda marrone, una nera e una marrone. Anche l`ultima fascia all`estremità è marrone, per indicare una resistenza dell`1%. Se hai diversi resistori tra cui scegliere, scegline uno con un valore di resistenza noto.

I resistori sono etichettati quando sono nuovi, ma è facile sbagliarsi una volta che sono fuori dalla confezione. Testare sempre l`induttanza con un resistore di cui si conosce il valore per assicurarsi di ottenere un risultato accurato.

Immagine titolata Measure Inductance Step 2

2. Collegare la bobina di induzione in serie con la resistenza. In serie significa che la corrente scorre prima attraverso un componente e poi attraverso l`altro. Inizia a configurare a circuito, affiancando bobina e resistore. Assicurati che abbiano un terminale che si tocchi. Per completare il circuito, è inoltre necessario collegare fili sotto tensione ai fili del resistore e della bobina.

Puoi acquistare i cavi di alimentazione online o in un negozio di ferramenta. Di solito saranno rossi e neri in modo da poterli distinguere facilmente. Collegare il filo rosso su un`estremità al filo della resistenza e il filo nero all`altra estremità della bobina.

Se non ne hai ancora uno, prendi in considerazione l`idea di acquistare una breadboard. I fori nella scheda aiutano molto a collegare i fili e i componenti.

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3. Collegare un generatore di funzioni e un oscilloscopio al circuito. Prendere i cavi di uscita dal generatore di funzioni e collegarli all`oscilloscopio. Quindi accendi entrambi i dispositivi per assicurarti che funzionino. Una volta accesi entrambi, prendi il cavo di uscita rosso dal generatore di funzioni e collegalo al cavo di alimentazione rosso nel circuito. Collegare il cavo di ingresso nero dell`oscilloscopio al filo nero nel circuito.

Un generatore di funzioni è un dispositivo di test elettrico che invia onde elettriche attraverso il circuito. Consente di monitorare il segnale che si muove attraverso la bobina in modo da poter calcolare l`induttanza con precisione.

L`oscilloscopio viene utilizzato per rilevare e visualizzare la tensione del segnale che passa attraverso il circuito. È necessario per rendere visibile il segnale impostato con il generatore di funzioni.

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4. Utilizzare il generatore di funzioni per far passare una corrente attraverso il circuito. Il generatore di funzioni simula le correnti che la bobina e il resistore riceverebbero se fossero effettivamente utilizzati. Utilizzare la manopola di controllo sul dispositivo per avviare l`alimentazione. Prova a impostare il generatore di funzioni su qualcosa come 100 o 50 ohm. Assicurati che il generatore sia impostato su onde sinusoidali in modo da poter vedere le grandi onde che fluiscono costantemente sullo schermo.

Vai alle impostazioni del generatore per cambiare il tipo di onda. I generatori di funzioni possono creare onde quadre, onde triangolari e altre varietà che non sono utili per calcolare l`induttanza.

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5. Monitorare la tensione di ingresso e resistere alla tensione sullo schermo. Sullo schermo dell`oscilloscopio, cerca alcune onde sinusoidali. Uno sarà controllabile dal generatore di funzioni. L`altra onda più piccola proviene dal punto in cui la bobina e il resistore si incontrano. Regolare la frequenza del generatore di funzioni in modo che la tensione di giunzione indicata sullo schermo sia la metà della tensione di ingresso originale.

Ad esempio, imposta la frequenza del generatore in modo che la tensione tra i picchi di entrambe le onde sia 1 V, che vedrai sull`oscilloscopio. Quindi cambiarlo fino a quando la tensione è 0,5 V.

La tensione del nodo è la differenza tra le onde sinusoidali sull`oscilloscopio. Dovrebbe essere la metà della tensione originale del generatore di segnale.

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6. Trova la frequenza della potenza del generatore di funzioni. Questo verrà visualizzato sull`oscilloscopio. Controllare i numeri in fondo alla lettura per trovarne uno in kilohertz o kHz. Annota questo numero, perché lo utilizzerai in un calcolo per trovare l`induttanza.

Se devi convertire hertz (Hz) in kilohertz, ricorda che 1 kHz = 1.000 kHz. Ad esempio: 1Hz / 1.000 kHz = 0,001 kHz.

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7. Calcolare l`induttanza utilizzando una formula matematica. Usa la formula L = R x sqrt(3) / (2 x pi x f). L è l`induttanza, quindi hai bisogno della resistenza (R) e della frequenza (f) che hai calcolato in precedenza. Un`altra opzione è digitare le misurazioni in un calcolatore a induzione, ad esempio su https://contatoregiorni.com/Articoli/Come misurare l`induttanza.phtml.

Inizia moltiplicando il valore del resistore per la radice quadrata di tre. Ad esempio: 100 ohm x 1,73 = 173.

Quindi moltiplica due, pi greco e la frequenza. Ad esempio, se la resistenza è 20 kHz, allora 2 x 3,14 x 20 = 125,6.

Arrotonda dividendo il primo numero per il secondo numero. Quindi in questo caso 173 / 125,6 = 1,38 mH.

Per convertire millihenry in microhenry (uH), moltiplicare per 1000: 1,38 x 1.000 = 1378 uH.

Metodo 2 di 3: Misurazione con un misuratore LCR

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1. Accendere il misuratore LCR e attendere che si accenda. Un misuratore LCR standard è molto simile a un multimetro normalmente utilizzato per misurare cose come tensione e corrente. La maggior parte dei misuratori sono palmari con uno schermo di lettura che visualizza zero dopo aver premuto il pulsante di accensione. Se lo strumento non mostra zero, premere il pulsante di ripristino per azzerare lo strumento.

Esistono anche macchine elettroniche più grandi che rendono il processo di test ancora più semplice del solito. Questi spesso offrono spazio per collegare la bobina di induzione, per un risultato più accurato.

I multimetri non possono essere utilizzati per misurare l`induttanza. Non hanno l`opzione, ma fortunatamente ci sono misuratori LCR portatili economici disponibili online.

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2. Impostare l`LCR per misurare L (l`induttanza). Un misuratore LCR può effettuare diverse misurazioni, che sono elencate sul quadrante. L significa induttanza, quindi ne hai bisogno. Per i misuratori portatili, ruotare il quadrante su L. Se si utilizza un dispositivo elettronico, premere i pulsanti sullo schermo per impostare il dispositivo su L.

I misuratori LCR hanno più impostazioni, quindi assicurati di utilizzare quella giusta. L`impostazione C è per la capacità e la R per la resistenza.

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3. Impostare lo strumento su 100 kHz a 1 volt. I misuratori LCR hanno generalmente impostazioni di test diverse. Il test di induzione più basso è solitamente qualcosa come 200 uH. Se si imposta un misuratore da tavolo, 100 kHz a 1 volt è perfetto per la maggior parte dei dispositivi.

L`utilizzo di un`impostazione errata renderà il test più impreciso. La maggior parte dei misuratori LCR sono progettati per test di bassa corrente, ma dovresti comunque evitare di rendere la corrente più forte di quella che può gestire la bobina di induzione.

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4. Collegare i cavi delle sonde di test al misuratore LCR. Il misuratore ha un filo nero e uno rosso, proprio come un multimetro. Il filo rosso si inserisce nel connettore positivo, mentre il filo nero si inserisce nel connettore negativo. Tocca i pin di test sui terminali del dispositivo che stai testando per inviare la corrente.

Alcuni misuratori LCR hanno una porta in cui è possibile inserire componenti da testare, come condensatori e induttori. Collegare i connettori del dispositivo alle porte per testare il componente.

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5. Guarda lo schermo per determinare l`induttanza. I dispositivi LCR eseguono test di induzione quasi istantaneamente. Vedrai che la lettura sullo schermo cambia immediatamente. Ti mostrerà un numero in microhenry (uH). Una volta ottenuta la lettura, è possibile spegnere lo strumento e mettere da parte il dispositivo.

Metodo 3 di 3: Calcolo dell`induttanza con una corrente pulsante

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1. Collegare la bobina della bobina a una sorgente di tensione pulsante. Il modo più semplice per ottenere una corrente pulsata è acquistare un generatore di impulsi. Funziona proprio come un normale generatore di funzioni ed è collegato a un circuito allo stesso modo. Collega il cavo di uscita del generatore a un cavo di alimentazione rosso che collegherai a un resistore del sensore.

Un altro modo per ottenere un impulso è costruire un circuito per generandolo. Un tale circuito può danneggiare l`elettronica vicina, quindi fai attenzione quando lo usi.
I generatori di impulsi ti danno un maggiore controllo sulla corrente rispetto a un circuito costruito in casa, quindi usa un generatore se ne hai uno a portata di mano.

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2. Configurare i monitor di corrente con un resistore del sensore e un oscilloscopio. È necessario un resistore di rilevamento della corrente da inserire nel circuito. Posizionalo dietro la bobina e assicurati che le estremità si tocchino prima di collegare un filo rosso all`altra estremità. Quindi aggiungere l`oscilloscopio, collegando il cavo di ingresso nero a un cavo di alimentazione nero all`estremità della bobina.

Testare i monitor dopo aver collegato tutti i cavi. Se tutto funziona, vedrai il movimento sullo schermo dell`oscillatore quando la corrente a impulsi è attivata.

Un resistore di rilevamento della corrente è un tipo speciale di resistore che assorbe una quantità minima di corrente. Viene anche chiamato resistore shunt ed è necessario per ottenere una misurazione accurata della tensione.

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3. Impostare il ciclo degli impulsi al 50% o meno. Osserva l`impulso mentre si muove sullo schermo dell`oscilloscopio. I punti alti dell`onda indicano quando l`impulso è attivo. Quei punti alti dovrebbero avere all`incirca la stessa lunghezza dei punti bassi. Il ciclo dell`impulso è la lunghezza di un`onda intera sull`oscilloscopio.

Ad esempio, l`impulso potrebbe essere attivo per un secondo e poi disattivato per un secondo. Il modello d`onda sul display sembrerebbe molto coerente poiché l`impulso è attivo solo per metà del tempo.

Immagine titolata Measure Inductance Step 16

4. Leggere la corrente di picco e il tempo tra gli impulsi di tensione. Controllare l`oscilloscopio per queste misurazioni. La corrente di picco è il picco dell`onda più alta che vedi sullo schermo ed è misurata in ampere. Il tempo tra questi picchi è mostrato in microsecondi. Se hai entrambe le misure, puoi calcolare l`induttanza.

Ecco fatto 1.000.000 microsecondi in un secondo. Se devi convertire in secondi, dividi il numero di microsecondi per 1.000.000.

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5. Moltiplicare la tensione e la lunghezza degli impulsi. Utilizzare la formula L = V x Ton/Ipk per calcolare l`induttanza. Tutti i valori richiesti devono essere leggibili dall`oscilloscopio in questo modo. V sta per la tensione fornita dagli impulsi, `Ton` sta per il tempo tra ogni impulso e lpk è la corrente di picco che hai misurato in precedenza.

Ad esempio, se viene erogato un impulso di 50 volt ogni cinque microsecondi: 50 x 5 = 250 volt-microsecondi.

Un`altra opzione è utilizzare un calcolatore online, come quello su https://contatoregiorni.com/Articoli/Come misurare l`induttanza.phtml.

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6. Dividere il prodotto per la corrente di picco per ottenere l`induttanza. Fare riferimento alla lettura dell`oscilloscopio per determinare la corrente di picco. Sostituiscilo nella formula per completare il calcolo con successo!

Ad esempio: 250 volt-microsecondi / 5 ampere = 50 microhenry (mH).

Sebbene la matematica sembri abbastanza semplice, impostare la misurazione è più complesso di altri metodi. Una volta che tutto funziona, determinare l`induttanza è un gioco da ragazzi!

Consigli

Le bobine più lunghe di solito hanno un`induttanza inferiore rispetto alle bobine più corte a causa della loro forma.
Se un gruppo di induttori è collegato in serie, la loro induttanza totale è la somma di tutti gli induttori.
Se metti in parallelo un gruppo di bobine di induzione, l`induttanza totale è molto inferiore al normale. Devi quindi dividere uno per ciascuna bobina, aggiungere il totale e quindi dividere uno per quel numero.
Gli induttori possono essere costruiti come bobine di stelo, nuclei anulari o un film sottile. Più giri o superficie ha la bobina, maggiore sarà l`induttanza.

Avvertimento

I misuratori a induzione di alta qualità sono spesso costosi e rari. Tuttavia, i misuratori LCR economici in genere funzionano a basse correnti, rendendoli inutilizzabili per testare induttori di grandi dimensioni.