Як виміряти індуктивність

"Индуктивность" означає або взаємну індукцію, коли напруга в електричному ланцюзі виникає в результаті зміни сили струму в інший ланцюга, або самоіндукції, при якій напруга в ланцюзі створюється в результаті зміни струму в цьому ж ланцюзі. В обох випадках індуктивність визначається відношенням напруги до сили струму, а одиницею її вимірювання є генрі, рівний 1 вольт в секунду, поділений на ампер. Оскільки генрі є великою величиною, індуктивність зазвичай вимірюють в міллігенрі (мГн, тисячна частина генрі) або в мікрогенрі (мкГн, мільйонна частина генрі). Нижче описані кілька методів вимірювання індуктивності котушки.

Метод 1 з 3: Вимірювання індуктивності по залежності напруга-струм

1
Підключіть до котушки індуктивності джерело імпульсної напруги. При цьому повний імпульс повинен становити не більше 50 відсотків.
2
Увімкніть монітор на реєстрацію струму. Необхідно підключити в ланцюг токочувствітельний резистор, або ж використовувати амперметр. І перший і другий слід з`єднати з осцилографом.
3
Зафіксуйте максимальне значення струму і час між двома імпульсами напруги в мережі. Сила струму вимірюється в амперах, час - в мікросекундах.
4
Помножте напруга, що прикладається до ланцюга за один імпульс, на тривалість імпульсу. Наприклад, якщо напруга 50 вольт повідомляється ланцюга протягом 5 мікросекунд, в результаті отримаємо 50, помножені на 5, тобто 250 вольт в мікросекунду.
5
Поділіть твір напруги і тривалості імпульсу на максимальну силу струму. Продовжуючи наведений вище приклад, якщо максимальний струм склав 5 ампер, індуктивність буде дорівнює 250 вольт в секунду, поділеним на 5 ампер, або ж 50 мікрогенрі.
- Незважаючи на простоту розрахунків, цей метод вимірювання індуктивності вимагає більш складного обладнання в порівнянні з іншими.

Метод 2 з 3: Вимірювання індуктивності за допомогою опору

1
Підключіть послідовно до котушки індуктивності резистор, опір якого відомо. Величина опору повинна бути відома з точністю не нижче одного відсотка. При послідовному з`єднанні електричний струм проходить як через котушку, так і через опір-котушка і резистор повинні мати електричний контакт лише в одній точці.
2
Пропустіть струм через отриману ланцюг. Це робиться за допомогою функціонального перетворювача, що моделює реальні струми через котушку і резистор.
3
Зафіксуйте значення напруги на вході і в місці з`єднання котушки з опором. Відрегулюйте ток так, щоб напруга в місці з`єднання склало половину вхідної напруги ланцюга.
4
Визначте частоту струму. Частота вимірюється в кілогерц.

5
Обчисліть індуктивність. На відміну від попереднього методу, справжній спосіб вимагає менше обладнання, але більш складні обчислення. Індуктивність розраховується наступним чином:
- Помножте опір резистора на корінь квадратний з 3. Наприклад, якщо резистор має опір 100 ом, множення на 1,73 (корінь квадратний з 3 з точністю до другого знака після коми) дасть вам 173.
- Поділіть результат твори на на частоту, помножену на 2 і число пі. Якщо частота дорівнює 20 кілогерц, ділити треба на 125,6- 173, поділене на 125,6 дасть вам, з точністю до другого знака після коми, 1,38 міллігенрі.
- мГн = (R x 1,73) / (6,28 x (Гц / 1000))
- Наприклад: дано R = 100 і Гц = 20.000
- мГн = (100 X 1,73) / (6,28 x (20.000 / 1000)
- мГн = 173 / (6,28 x 20)
- мГн = 173 / 125,6
- мГн = 1,38

Метод 3 з 3: Вимірювання індуктивності за допомогою конденсатора і опору

1
Підключіть котушку індуктивності паралельно з конденсатором, ємність якого відома. Паралельне підключення котушки і конденсатора призводить до створення електричного коливального контуру. Використовуйте конденсатор, ємність якого відома з точністю не нижче 10 відсотків.
2
Підключіть вийшов контур послідовно до опору.
3
Пропустіть через ланцюг струм. Це, як і в попередньому випадку, робиться за допомогою функціонального перетворювача.
4
Підключіть клеми осцилографа до отриманої ланцюга. Після цього змініть силу струму від мінімальних до максимальних значень.
5
Знайдіть на осцилографі точку резонансу. У цій точці ток максимальний.
6
Поділіть 1 на твір квадрата енергії на виході і ємності конденсатора. Енергія 2 джоуля і ємність 1 фарад дадуть в знаменнику 2 в квадраті, тобто 4- 1, поділене на 4 одно 0,25 генрі, або 250 міллігенрі.

Поради

При послідовному з`єднанні індукторів їх загальна індуктивність дорівнює сумі індуктивностей кожного з індукторів. Якщо ж вони з`єднані паралельно, зворотна загальна індуктивність (тобто 1 поділити на L) дорівнює сумі зворотних индуктивностей.
Індуктори можуть являти собою дротяні котушки, кільцеві сердечники, або бути зроблені з тонкої фольги. Чим більше витків має котушка на одиницю довжини, тим вище її сумарне поперечний переріз і, відповідно, індуктивність. Індуктивність довгих котушок нижче індуктивності більш коротких.

Попередження

Індуктивність можна визначити безпосередньо за допомогою вимірника індуктивності, але такі прилади не дуже поширені, і більшість з них призначені для вимірювання слабких струмів.

Що вам знадобиться

Функціональний перетворювач
Осцилограф з клемами
Резистор або конденсатор