Ismeretlen induktivitás- vagy kapacitás érték meghatározása

Az induktivitás értékének meghatározásához szükség van egy referencia kondenzátorra (pl. 10 µF). A kapacitás pontos értéke természetesen befolyásolja a mérési eredményt. Az "L" és "C" tagokat párhuzamos rezgőkörré kapcsolva és megmérve a rezonacia frekvenciát, a Thomson-képletből könnyedén visszaszámolható a keresett érték. Ismeretlen kapacitás is meghatározható ezzel a módszerrel, csak akkor referencia induktivitás szükséges.

I.

A Méricske adapter beállítása: Bode üzemmód (J2), 0 dB alaperősítés (J9..J15 üres) és 0 dB csillapító (J5). A teljesítmény kimenet melegpontja a párhuzamos rezgőkör egyik kivezetéshez kapcsolódik, az LC kör másik vége pedig egy ~100 Ω ellenálláson keresztül a földelésre (az ellenállás értéke nem kritikus). A rezgőkör és az ellenállás közös pontja pedig a Bode bemenetre kötendő:



A mért átvitelben egy határozott "lyukat" kell találnunk:



A beszakadás középponti frekvenciájából (bal gombbal ráklikkelve lekérdezhető) és a kapacitás értékéből az ismeretlen induktivitás számolható: L=1/(4 * Π 2 * f 2 * C). Ha pedig ismeretlen kondenzátor értékét keressük: C=1/(4 * Π 2 * f 2 * L).

Nálam C=10 µF és f=2197 Hz. Ezekből L=525 µH adódik az induktivitás értékének.

II.

A közelmúltban több induktivitás értékét kellett egymás után meghatároznom, de az eddigi (fenti) módszert nem találtam eléggé kényelmesnek. Két gyenge pontot éreztem benne:

Változtattam a módszeren. Mindkét problémára megoldás lenne az, ha a SpectraLAB maga határozná meg a kérdéses frekvenciát. Szerencsére erre van is lehetőség: a(z) "Utilites" menüben a "Peak Frequency". Vagyis megadja a legmagasabb amplitúdó-érték frekvenciáját. Csakhogy eddig "lyukat" kerestünk, most pedig olyan elrendezésre lenne szükség, ahol "púpot" indikálhatunk. Ehhez elviekben csak át kell rendezni a mérőkört:



Csak fel kell cserélni az első elrendezésben az ellenállást az LC körrel, és elviekben készen is vagyunk. Azonban élesebb rezonanciát indikálhatunk, ha az ellenállás érték megnöveljük 1 kΩ-ra, a referencia kondenzátort pedig lecsökkentjük 1 µF-ra. Más lesz a szükséges szintezés (alaperősítés, csillapító), mint fentebb, Nálam J10-re és J7-re került rövidzár. Imígyen fest az új mérés:



A számítás módja (Thomson-képlet szerint) természetesen változatlan.

III.

Végezetül a legegyszerűbb módszer, de mindenki csak a saját felelősségére használja. A Méricskével impedanciát mérünk a sorosan kapcsolt L és C elemeken. De mivel a soros rezgőkörnek rezonancián impedancia-minimuma van, fordítsuk meg a hányadolást ("Right/Left" helyett "Left/Right"). Ezen kívül "Peak Frequency", azt' hagy szóljon:



Az óvatosság nem árt, hiszen elvileg a rezonancia frekvencián rövidre zárjuk a Méricske kimenetét, de ez nálam még nem okozott problémát. Jobb ide is a kisebb kapacitás (1 µF a 10 helyett), növelvén a jóságot - csökkentve az "illegális terhelés" szélességét a spektrumban. Kezdők, 1000 µF-os referencia kondenzátorral tehát ne ezzel a harmadik módszerrel próbáljanak mérni. ;-)

Számítási segédlet:

A "Rezonancia frekvencia" (értelemszerűen) Hz-ben legyen, de a "Referencia reaktancia" értékét prefixumok nélkül írjuk be. Tehát, ha pl. 2,2 µF az etalon, akkor ne "0.0000022" kerüljön a rubrikába, hanem célszerűen a "2.2" formátum. Így, ha "µ" nagyságrendben adjuk meg a referenciát, akkor az eredményt is abban kapjuk. Világosabban: ha µF-ot írunk, akkor az eredmény µH lesz (és fordítva).

Rezonancia frekvencia:  Hz
Referencia reaktancia:  F, H
A keresett reaktancia:  H, F


lc_kalkulator.xls A kalkulációhoz szintén használható Excel táblázat.
lc_kalkulator.rar És egy program is, hogy a számításhoz ne kelljen sem böngésző, sem Office. :-)