Metody měření vlastní indukčnost

Metody měření vlastní indukčnosti

Zadání:

Změřte vlastní indukčnost cívky VA metodou.

Změřte vlastní indukčnost tlumivky voltmetrem, ampérmetrem a wattmetrem a znázorněte graficky závislost L = f (I).

Jednu hodnotu vlastní indukčnosti změřte můstkovou metodou.

Teoretický úvod:

Měření vlastní indukčnosti:

výchylkové metody - VA metoda

- měření pomocí V-metru, A-metru a W-metru

můstkové metody (přesné) - Maxwell-Wienův můstek

- Andersonův můstek

- Hayův můstek

- Owenův můstek

- rezonanční můstek

Výchylkové metody:

VA metoda - zapojení V-metru a A-metru stejné jako při měření odporů. V našem případě uvažujeme velmi malou impedanci tlumivky.

Měříme absolutní hodnotu impedance cívky. Předpokládáme, že se neuplatňuje vliv skinefektu. Tato metoda se nejčastěji používá pro vzduchové cívky.

Přesnost této metody se pohybuje kolem 5%, hodí se pro provozní měření.

Měření indučnosti V-metrem, A-metrem a W-metrem - metoda vhodná pro cívky s feromagnetickým jádrem.

Absolutní impedanci cívky lze určit ze vztahu

Činný odpor cívky určíme z činného příkonu cívky .

Indukčnost cívky je značně závislá na proudu procházejícím cívkou. Je proto vhodné provádět měření při tom proudu, při kterém bude cívka provozována. Pro jednoduchost řešení je v předchozím výpočtu zanedbána spotřeba přístrojů.

Můstkové metody:

Maxwell-Wienův můstek - frekvenčně nezávislý můstek (viz níže)

Andersonův můstek - vyvážení se provádí pomocí R4 a R5, není třeba používat kapacitní dekádu. Můstek se řeší pomocí transfigurace trojúhelnika R4, R5, C na hvězdu.

Zjednodušující předpoklady: R3 = R4, Rx = R2.

Pak platí: Lx = C.R2.( R3 + 2.R5 )

Stejně jako u Maxwell-Wienova můstku získáme první podmínku při stejnosměrném proudu. Můstek je možné využít i pro měření kapacit.

Hayův můstek - vhodný pro měření velkých indukčností.

Kmitočtově závislý můstek, vyžaduje napájení čistě sinusovým napětím. Vyvážení se provádí odporovými dekádami R3, R4 popř.kapacitní dekádou C4. Tento můstek lze upravit i pro měření cívek se železným jádrem a ss předmagnetizací.

- hodí se pro měření všech indukčností, výhodnější pro indukčnosti vyšší. Vyvážení se provádí dekádami R1/ a R2, C4 je kapacitní normál.

Lx = R2.R3.C4

Rezonanční můstek - v můstku musí být použity bezindukční odpory R2, R3, R4. Jde o můstek kmitočtově závislý. V rezonanci přechází na můstek Wheatstonův. Přesnost měření je asi 0,01%. Tento můstek lze využít i pro měření kmitočtu.

Schéma zapojení:

Postup měření:

K bodu 1 zadání - cívku napájejte střídavým napětím ze sítě přes regulační autotransformátor nebo přes transformátor s regulačním poměrem směrem dolů, čímž budete mít umožněnu jemnější regulaci. Kmitočet byste měli kontrolovat měřičem frekvence. Před měřením zkontrolujte ohmickou hodnotu odporu můstkem. Měření proveďte 3x a výslednou indukčnost určete jako aritmetický průměr indukčností. Velikost proudu volte podle průměru vodiče cívky.