Как измерить емкость и индуктивность?
Марина
Объект: . Квартира
Площадь: . 62
Здравствуйте! Хотелось бы оставить свой отзыв благодарности! Обратились с супругом в компанию Энерджи. Нужно было в кротчайшие сроки.
Алена Председатель ТСН Мой Дом
Объект: . Офис
Площадь: . 42 м.кв
Необходимо было переоборудовать одну из квартир в нашем доме под офис ТСЖ. По рекомендациям было принято решение обратиться в Энерджи.
Екатерина Довольная домохозяйка
Объект: . Квартира
Площадь: . 58 м.кв
Я-мама трех дочек. С переездом в новую квартиру в Москве столкнулись с проблемой, как разместить троих детей в одной комнате и при этом.
Галина Руководитель отдела ООО «Улыбка»
Объект: . Дом
Площадь: . 680 м.кв
Моя детская мечта, обзавестись своим большим домом, и вот этот момент наступил! Мы с мужем начали думать над проектом, как все будет, что.
Антон Менеджер по продажам
Объект: . Дом
Площадь: . 280 м.кв
С женой решили переехать и заняться строительством нового дома. Понадобилась помощь в проектировании инженерных систем. Долго искали.
Анна Домохозяйка
Объект: . Квартира
Площадь: . 156 м.кв
Заказывала дизайн-проект проект, для квартиры с инженерными проектами в комплекте. Сама не хотела ничего подобного делать и вообще в этом.
Юлия Юлия
Объект: . Дом
Площадь: . 64 м.кв
Давно с мужем мечтали о загородном доме. Купили участок с домом, но дизайн интерьера в нем нам совсем не нравился, мы решили сделать ремонт.
Vladimir Собственник
Объект: . Квартира
Площадь: . 68 м.кв
После приобретения квартиры столкнулись с необходимостью ремонта. По совету знакомых мы обратились в ENERGY-SYSTEM. В минимально сжатые.
Елена Клиент
Объект: . Дом
Площадь: . 98 м.кв
Срочно понадобился проект перепланировки загородного дома. Перебрала кучу компаний, но везде дорого, либо не успевают сделать в назначенный.
Дарья Домохозяйка
Объект: . Квартира
Площадь: . 64 м.кв
Родители на свадьбу подарили нам трехкомнатную квартиру. Но сама квартира была в таком ужасном состоянии, что я даже не знала с чего начать.
Статьи / Электролаборатория / Как измерить емкость и индуктивность?
Как измерить емкость и индуктивность?
Содержание показать
Измерение емкости и индуктивности
Микрофарадметры принято считать известными и распространенными приборами, которые способны качественно и правильно измерить емкость. Они существуют уже на протяжении долгого периода времени и за это время прославились высоким качеством, надежностью и точными расчетами.
Основное действие таких инструментов заключается в базировании тока, или же напряжения в цепи переменного тока. Все будет зависеть от включенной емкости. Также вам необходимо знать о том, что значения будут зависеть от измеряемой емкости.
Определять значение нужно будет по шкале стрелочного измерителя. Этот процесс состоит из некоторых нюансов, о которых должен знать тот, кто будет производить данное измерение. А вообще ничего сложного здесь нет, если, конечно же, подойти к этому процессу грамотно и ответственно.
Как показывает статистика, сегодня для того чтобы измерить конденсаторы или же индуктивность, принято использовать уравновешенные мосты переменного тока. Они в свою очередь помогут получить малую погрешность измерения, обычно это составляет до одного процента, также следует провести проверку соединения заземлителей с заземляемыми элементами.
Пример технического отчета
Испытание электросети
Важно знать и о том, что питание моста принято осуществлять от генераторов, которые будут работать на фиксированной частоте. Что же касается самих индикаторов, то в их качестве принято использовать специальные выпрямительные и электронные милливольметры, также многие пользуются и осциллографическими индикаторами.
Таким образом, нужно понимать, что само измерение должно производиться балансированием моста, т.е. попеременной подстройки двух его плеч. Если вы желаете посмотреть более наглядно, как это делается, то в сети Интернета, представлено большое количество обучающих данному процессу видео роликов, которые помогут вам достичь желаемого результата.
Вы смело можете воспользоваться ими, чтобы решить ту или иную проблему без каких-либо проблем. Все что вам нужно – это правильно подойти к выполнению данной работы, и тогда обязательно все сможет получиться быстро и качественно.
Для того, чтобы можно было произвести измерение малых емкостей, нужно будет воспользоваться резонансными методами. Важно отметить, что сама такая схема состоит из генератора, который в свою очередь обладает высокой частотой. В качестве индикаторов такого устройства, принято использовать – чувствительные высокочастотные приборы, они способны в свою очередь реагировать на ток или само напряжение.
Вообще, начиная выполнять такую работу, можно будет столкнуться с некоторыми трудностями и проблемами, но их в свою очередь можно быстро решить, обратившись в электролабораторию если воспользоваться сетью Интернета, где представлена более подробная информация по той или иной теме. Если подойти к этому процессу работы грамотно и ответственно, то не составит особого труда произвести эту работу быстро и качественно. Необходимо понимать, что высокочастотные приборы – это те устройства, с которыми необходимо аккуратно и бережно обращаться.
Ведь именно они помогут выявить те или иные показания, которые вам необходимы. И сегодня такие приборы не перестают использоваться для проведения работ такого типа. А это означает, что выполнить измерения можно с их помощью, после чего у вас есть возможность сравнить все измерения, которые вами уже были сделаны ранее. В итоге вы сможете посмотреть, произошли ли какие-то изменения, обнаружены ли ошибки и дефекты. Все просто, главное – желание и правильный подход.
Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости услуг электролаборатории.
Как измерить индуктивность?
Стоит начать с того, что чаще всего замирать индуктивность необходимо при работе с силовыми проводами в щитовых помещениях, а также для кабелей связи, в том числе и оптоволоконных.
Стандартные телефонные розетки советских времен: «вилка» имеет 4 плоских штыревых контакты и пластмассовый соединитель. В розетке вмонтирован конденсатор, как правило емкостью 470 микрофарад, который при вынутой «вилке» подключается к телефонной линии.
Если «вилку» подключить к розетке, пластмассовая деталь разъединяет специальные контакты, которые и отключают конденсатор. В таком случае линия оказывается также нагруженной на комплексное сопротивление, состоящее из активного сопротивления и индуктивности звонковой катушки и емкости конденсатора, включенного последовательно со звонком. По емкости одного или другого конденсатора, и определяют на обрыве ли (тогда розетка обеспечивает емкостную нагрузку при отключенном телефонном аппарате).
Как определить емкостную нагрузку?
Наличие емкостной нагрузки определяют в режиме измерения сопротивления изоляции между проводами, выполняя несколько раз изменение полюса ее питания. Так можно даже выявить и оценить количество телефонных аппаратов, подключенных к линии. При таком способе оценки емкости можно надежно узнавать индуктивность катушки, поскольку ее практически не искажает результат.
Словом, наличие большой емкости на линии явно свидетельствует о ее целостности и подключенной нагрузке. А когда линия на обрыве — точное измерение емкости даст приблизительную оценку расстояния до места обрыва.
Другими словами, если емкость линии значительно превышает погонную (например, от 0,2 мкФ и выше) — линия целая и к ней подключены нагрузки. Если линия имеет емкость менее 0,2 мкФ – тогда нагрузка или отключена, или она на обрыве. Кроме того, наличие слишком большой емкости свидетельствует о подключении параллельных телефонных аппаратов. Если абонент подключает их самовольно, то в большинстве случаев создает дополнительные проблемы — как правило такие подключения выполнены очень неаккуратно, некачественным кабелем, без соответствующей изоляции соединений. Поэтому приходится часто «бороться» с такими подключениями.
Способы измерить индуктивность
Можно емкость линии определять по току заряда/разряда. Если мы заряжаем емкость от источника стабильного тока, то напряжение на ней будет расти не по экспоненциальному закону, а по линейному, что значительно облегчит вычисления. Конечно, перед измерениями электрических параметров линии необходимо убедиться в отсутствии постороннего напряжения на ней. Если ее величина не превышает максимальное напряжения питания линии от автоматической телефонной станции — обязательно зафиксировать величину (она свидетельствует о наличии ненужного сообщения с чужой линией).
Вы спросите, а чем можно измерять индуктивность, кроме вышеуказанного способа? Простым методом является схема, когда для измерения нужен милливольтметр. Измерять индуктивность катушки мультиметром нужно, пользуясь рекомендациями с предварительной калибровкой (например, зная что первоначальные настройки 10-50 или 100 мкГн, в этой точке погрешность будет наименьшая).
Производя замер до 100 мкГн (калибровка на 50 мкГн) и при измерении до 200 мкГн (на 100 мкГн) погрешность не превышает 10% (на концах диапазона). А на остальных 70% диапазона погрешность не более 5%. Этой точности вполне достаточно для любителя. Практика показывает, что возможно адекватно узнать частоту милливольтметром в среднем диапазоне 1-500 мкГн.
Как измерить ёмкость и индуктивность с помощью генератора и осциллографа + online-калькулятор
Для многих любителей электроники актуальной является задача измерения емкостей конденсаторов и индуктивностей дросселей, поскольку, в отличие от резисторов, эти компоненты нередко бывают не промаркированы (особенно SMD). Между тем, имея генератор синусоидальных колебаний и осциллограф (приборы, которые должны быть в любой радиолюбительской лаборатории), эта задача довольно просто решается. Всё, что для этого нужно — это вспомнить начальный курс электротехники.
Рассмотрим простейшую схему — последовательно соединённые резистор и конденсатор. Пусть эта схема подключена к источнику синусоидальных колебаний. Запишем уравнения для напряжений на элементах нашей схемы в операторной форме: UR = I * R, UC = -j * I / ωC. Из этих уравнений очевидно, что амплитудные значения напряжений будут относится следующим образом: UR / UC = R * ωC (конечно, напряжения будут сдвинуты по фазе, но нас это в данном случае не волнует, нас волнуют
только амплитуды).
Думаю, что многие уже догадались к чему я клоню. Да-да, из последнего уравнения довольно просто вычисляется ёмкость:
C = UR/UC * 1/ωR или, с учетом того, что ω= 2πf, получим C = UR/UC * 1/2πfR ; (1)
Итак, алгоритм простой: подключаем последовательно с измеряемой ёмкостью резистор, подключаем к этой схеме генератор синусоидальных колебаний и осциллографом измеряем амплитуды напряжений на нашем конденсаторе и резисторе. Изменяя частоту, добиваемся, чтобы амплитуда напряжений на обоих элементах была примерно одинаковой (так измерение получится точнее). Далее, подставляя измеренные значения амплитуд в формулу (1), находим искомую ёмкость конденсатора.
Аналогично можно вывести формулу для подсчета индуктивности:
L = UL/UR * R/ω или, с учётом того, что ω= 2πf, получим L = UL/UR * R/2πf ; (2)
Таким образом, имея генератор синусоидальных колебаний и осциллограф, с помощью формул (1) и (2) оказывается довольно просто вычислить неизвестную ёмкость или индуктивность (благо резисторы практически всегда имеют маркировку).
Алгоритм действий следующий:
1) Собираем схему из последовательно соединённых резистора известного номинала и исследуемой ёмкости (индуктивности).
2) Подключаем эту схему к генератору синусоидальных колебаний и изменением частоты добиваемся того, чтобы амплитуды напряжений на обоих элементах схемы были примерно одинаковы.
3) По формуле (1) или (2) вычисляем номинал исследуемой ёмкости или индуктивности.
Несмотря на то, что наши элементы не идеальные, есть допуск на номинал резистора и всегда есть некоторые погрешности измерений, результат получается довольно точным (по крайней мере можно без труда идентифицировать ёмкость в стандартном ряду). Пусть у меня при измерении ёмкости получилась величина 1,036 нФ. Очевидно, что на исследуемом конденсаторе должна была быть нанесена маркировка 1 нФ.
Для того, чтобы вам легче было сориентироваться с номиналами резисторов, приведу некоторые примеры:
— для ёмкости 15 пФ в схеме с резистором 200 кОм амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 53 кГц;
— для ёмкости 1 нФ в схеме с резистором 10 кОм амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 15,9 кГц;
— для ёмкости 0,1 мкФ в схеме с резистором 680 Ом амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 2,34 кГц;
— для индуктивности 3 мкГн в схеме с резистором 120 Ом амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 6,3 МГц;
— для индуктивности 100 мкГн в схеме с резистором 120 Ом амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 190 кГц.
Таким образом, диапазон измеряемых емкостей и индуктивностей зависит только от диапазона частот, с которыми могут работать ваши генератор и осциллограф.
На основе этого метода можно изготовить прибор для автоматического измерения емкостей и индуктивностей.
Online-калькулятор для расчёта емкостей и индуктивностей:
(для правильности расчётов используйте в качестве десятичной точки точку, а не запятую)
1) Расчёт емкостей:
2) Расчёт индуктивностей:
Понравилась статья? Поделись с друзьями!
Как измерить емкость и индуктивность с помощью осциллографа.
Сегодня на рынке продается множество приборов, измеряющих емкость и индуктивность, только стоят они в несколько раз дороже китайского мультиметра. Тот кому каждый день необходимо производить замеры емкости или индуктивности непременно купит себе такой, а что делать если такая необходимость возникает крайне редко? В таком случае можно применить описанный ниже метод.
Известно, что если на интегрирующую RC цепочку подать прямоугольный импульс, то форма импульса изменится и будет такой как на картинке.
Время, за которое напряжение на конденсаторе достигнет 63% от подаваемого, называется тау. Формула по которой считается тау изображена на рисунке.
В таком случае говорят, что интегрирующая цепочка сгладила фронты прямоугольного импульса.
Так же известно, что если на параллельный LC контур подать прямоугольный импульс, в контуре возникнут затухающие колебания, частота, которых равна резонансной частоте контура. Резонансная частота контура находится по формуле Томсона, из которой можно выразить индуктивность.
Подключается контур через конденсатор малой емкости, чем меньше тем лучше, который ограничивает ток, поступающий в контур. Давайте рассмотрим, как конденсатор малой емкости ограничивает ток.
Для того, чтобы конденсатор зарядился до номинального напряжения ему надо передать определенный заряд. Чем меньше емкость конденсатора, тем меньший заряд ему необходим, чтобы напряжение на обкладках достигло напряжения импульса. Когда мы подаем импульс, конденсатор, малой емкости, очень быстро заряжается и напряжение на обкладках конденсатора становится равно напряжению импульса. Так как напряжение конденсатора и импульса равны, нет разности потенциалов, следовательно ток не течет. При чем ток может перестать течь через конденсатор спустя некоторое время от начала импульса, а оставшуюся часть времени импульса энергия к контуру подводится не будет.
Для проведения эксперимента нам потребуется генератор импульсов прямоугольной формы с частотой 5-6KHz.
Можно собрать его по схеме на рисунке ниже или воспользоваться генератором сигналов, я делал обоими способами.
Теперь, вспомнив, как ведет себя при подаче прямоугольного импульса интегрирующая RC цепочка и параллельный LC контур, соберем простую схему изображенную на картинке.
Сначала измерим емкость конденсатора, место его подключения на схеме обозначено С?. Резистора 1K под рукой не нашлось, поэтому я использовал 100 Ohm и вместо конденсатора 10pF использовал конденсатор 22pF. В принципе номинал резистора можно выбрать любой, но не ниже 50 Ohm, иначе сильно просядет напряжение генератора.
В данном эксперименте я буду использовать генератор сигналов, выходное сопротивление которого равно 50 Ohm. Включим генератор и установим амплитуду 4V, если собирать генератор по схеме то регулировать амплитуду можно, изменяя напряжение питания.
Подключим щупы осциллографа параллельно конденсатору. На осциллографе должна появиться следующая картинка.
Немного увеличим её.
Измерим время, за которое напряжение на конденсаторе достигает 63% от напряжения импульса или 2,52V.
Оно равно 14,8uS. Так как сопротивление генератора включено последовательно с нашей цепочкой его необходимо учесть, в итоге активное сопротивление равно 150 Ohm. Разделим значение тау(14,8 uS) на сопротивления(150 Om) и найдем емкость, она равна 98,7 nF . На конденсаторе написано, что емкость равна 100nF.
Теперь измерим индуктивность. На схеме место подключения катушки индуктивности обозначено L?. Подключаем катушку, включаем генератор и подключаем щуп осциллографа параллельно контуру. На осциллографе увидим такую картинку.
Увеличиваем развертку.
Видим, что период колебаний равен 260KHz.
Ёмкость щупа равна 100pF и в данном случае её необходимо учесть потому, что она составляет 10% от емкости контура. Суммарная емкость контура равна 1,1nF. Теперь подставим в форму для нахождения индуктивности, емкость конденсатора(1,1nF) и частоту колебаний(260KHz). Для таких вычислений я пользуюсь программой Coil32.
Получилось 340,6uH, судя по маркировке индуктивность равна 347uH и это отличный результат. Этот способ позволяет измерять индуктивность с погрешность до 10% .
Теперь мы знаем как измерить емкость конденсатора и индуктивность катушки, используя осциллограф.