Induktivität messen

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Induktivität ist die Fähigkeit einer Spule, einen Stromfluss durch sie zu verhindern. Eine Induktionsspule kann einen Strom stoppen, sodass ein anderer Strom fließen kann. Fernseher und Radios verwenden beispielsweise Induktion, um verschiedene Kanäle zu empfangen und einzustellen. Die Induktivität wird normalerweise in Millihenry oder Mikrohenry gemessen. Die Messung selbst erfolgt in der Regel mit einem Frequenzgenerator und einem Oszilloskop oder einem LCM-Multimeter. Die Induktivität kann auch mit einem Spannungs-Strom-Diagramm berechnet werden, das die Änderung des elektrischen Stroms misst, der durch eine Spule fließt.

Schritte

Methode 1 von 3: Induktivität mit einem Widerstand bestimmen

1. Wählen Sie einen 100 Ohm Widerstand mit 1% Widerstand. Widerstände haben farbige Bänder, die Ihnen helfen können, sie voneinander zu unterscheiden. Ein 100-Ohm-Widerstand hat ein braunes, ein schwarzes und ein braunes Band. Das letzte Band am Ende ist ebenfalls braun, um 1% Widerstand anzuzeigen. Wenn Sie mehrere Widerstände zur Auswahl haben, wählen Sie einen mit einem bekannten Widerstandswert.

Widerstände sind im Neuzustand beschriftet, aber wenn sie aus der Verpackung sind, kann man sie leicht verwechseln. Testen Sie die Induktivität immer mit einem Widerstand, dessen Wert Sie kennen, um ein genaues Ergebnis zu erhalten.

2. Schließen Sie die Induktionsspule in Reihe mit dem Widerstand. In Reihe bedeutet, dass der Strom zuerst durch ein Bauteil und dann durch das andere fließt. Beginnen Sie mit der Einrichtung a Schaltkreis, indem Sie die Spule und den Widerstand nebeneinander platzieren. Stellen Sie sicher, dass sie ein Terminal haben, das sich gegenseitig berührt. Um den Stromkreis zu vervollständigen, müssen Sie auch stromführende Drähte an die Drähte des Widerstands und der Spule anschließen.

Sie können Stromkabel online oder in einem Baumarkt kaufen. Sie sind normalerweise rot und schwarz, sodass Sie sie leicht unterscheiden können. Verbinden Sie das rote Kabel an einem Ende mit dem Widerstandskabel und das schwarze Kabel mit dem anderen Ende der Spule.

Wenn Sie noch keinen haben, ziehen Sie in Betracht, sich ein Steckbrett zu besorgen. Die Löcher in der Platine helfen sehr beim Anschließen der Drähte und Komponenten.

3. Schließen Sie einen Funktionsgenerator und ein Oszilloskop an die Schaltung an. Nehmen Sie die Ausgangskabel vom Funktionsgenerator und verbinden Sie diese mit dem Oszilloskop. Schalten Sie dann beide Geräte ein, um sicherzustellen, dass sie funktionieren. Sobald beide eingeschaltet sind, nehmen Sie das rote Ausgangskabel vom Funktionsgenerator und schließen Sie es an das rote Stromkabel in Ihrem Stromkreis an. Verbinden Sie das schwarze Eingangskabel des Oszilloskops mit dem schwarzen Kabel in Ihrem Stromkreis.

Ein Funktionsgenerator ist ein elektrisches Testgerät, das elektrische Wellen durch den Stromkreis sendet. Ermöglicht die Überwachung des Signals, das sich durch die Spule bewegt, damit Sie die Induktivität genau berechnen können.

Das Oszilloskop wird verwendet, um die durch die Schaltung fließende Signalspannung zu erkennen und anzuzeigen. Sie benötigen es, um das mit dem Funktionsgenerator eingestellte Signal sichtbar zu machen.

4. Verwenden Sie den Funktionsgenerator, um einen Strom durch den Stromkreis zu leiten. Der Funktionsgenerator simuliert Ströme, die Spule und Widerstand erhalten würden, wenn sie tatsächlich verwendet würden. Verwenden Sie den Drehknopf am Gerät, um den Strom zu starten. Versuchen Sie, den Funktionsgenerator auf etwa 100 oder 50 Ohm einzustellen. Stellen Sie sicher, dass der Generator auf Sinuswellen eingestellt ist, damit Sie große Wellen gleichmäßig über den Bildschirm fließen sehen können.

Gehen Sie zu den Generatoreinstellungen, um den Wellentyp zu ändern. Funktionsgeneratoren können Rechteckwellen, Dreieckwellen und andere Arten erzeugen, die für die Berechnung der Induktivität nicht nützlich sind.

5. Überwachen Sie die Eingangsspannung und die Spannungsfestigkeit auf dem Bildschirm. Suchen Sie auf dem Oszilloskop-Bildschirm nach Sinuswellen. Einer wird durch den Funktionsgenerator steuerbar sein. Die andere, kleinere Welle kommt von der Stelle, an der sich Spule und Widerstand treffen. Stellen Sie die Frequenz des Funktionsgenerators so ein, dass die auf dem Bildschirm angezeigte Sperrschichtspannung die Hälfte der ursprünglichen Eingangsspannung beträgt.

Stellen Sie beispielsweise die Frequenz des Generators so ein, dass die Spannung zwischen den Spitzen beider Wellen 1 V beträgt, was Sie auf dem Oszilloskop sehen werden. Dann ändern Sie es, bis die Spannung 0,5 V beträgt.

Die Knotenspannung ist die Differenz zwischen den Sinuswellen auf dem Oszilloskop. Sie sollte die Hälfte der ursprünglichen Spannung des Signalgenerators betragen.

6. Finden Sie die Frequenz der Leistung des Funktionsgenerators. Dies wird auf dem Oszilloskop angezeigt. Überprüfen Sie die Zahlen am unteren Rand der Anzeige, um eine in Kilohertz oder kHz zu finden. Schreiben Sie diese Zahl auf, da Sie sie in einer Berechnung verwenden werden, um die Induktivität zu finden.

Wenn Sie Hertz (Hz) in Kilohertz umrechnen müssen, denken Sie daran, dass 1 kHz = 1.000 kHz. Zum Beispiel: 1Hz / 1.000 kHz = 0,001 kHz.

7. Berechnen Sie die Induktivität mit einer mathematischen Formel. Verwenden Sie die Formel L = R x sqrt(3) / (2 x pi x f). L ist die Induktivität, also brauchst du den Widerstand (R) und die Frequenz (f), die du vorher berechnet hast. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Ihre Messungen in einen Induktionsrechner einzugeben, z https://Tageszähler.com/Artikel/How-To-Messung-Induktivität.phtml.

Beginnen Sie, indem Sie den Wert des Widerstands mit der Quadratwurzel von drei multiplizieren. Beispiel: 100 Ohm x 1,73 = 173.

Dann multiplizieren Sie zwei, pi und die Frequenz. Wenn der Widerstand beispielsweise 20 kHz beträgt, dann 2 x 3,14 x 20 = 125,6.

Runden Sie dies ab, indem Sie die erste Zahl durch die zweite Zahl teilen. In diesem Fall also 173 / 125,6 = 1,38 mH.

Um Millihenry in Mikrohenry (uH) umzuwandeln, multiplizieren Sie mit 1000: 1,38 x 1.000 = 1378 uH.

Methode2 von 3:Messen mit einem LCR-Messgerät

1. Schalten Sie das LCR-Messgerät ein und warten Sie, bis es sich einschaltet. Ein Standard-LCR-Meter ist einem Multimeter sehr ähnlich, das normalerweise zum Messen von Spannung und Strom verwendet wird. Die meisten Messgeräte sind Handhelds mit einem Ablesebildschirm, der Null anzeigt, nachdem Sie den Netzschalter gedrückt haben. Wenn das Messgerät keine Null anzeigt, drücken Sie die Reset-Taste, um das Messgerät zurückzusetzen.

Es gibt auch größere elektronische Maschinen, die den Testprozess noch einfacher als üblich machen. Diese bieten oft Platz zum Einstecken der Induktionsspule für ein genaueres Ergebnis.

Multimeter können nicht zur Messung der Induktivität verwendet werden. Sie haben nicht die Möglichkeit, aber zum Glück gibt es online günstige tragbare LCR-Messgeräte.

2. Stellen Sie den LCR ein, um L (die Induktivität) zu messen. Ein LCR-Messgerät kann mehrere Messungen durchführen, die auf dem Zifferblatt aufgeführt sind. L bedeutet Induktivität, also brauchst du es. Bei tragbaren Messgeräten drehen Sie den Drehknopf auf L. Wenn Sie ein elektronisches Gerät verwenden, drücken Sie die Tasten auf dem Bildschirm, um das Gerät auf L . einzustellen.

LCR-Meter haben mehrere Einstellungen, also stellen Sie sicher, dass Sie die richtige verwenden. Die C-Einstellung ist für die Kapazität und die R für den Widerstand.

3. Stellen Sie das Messgerät auf 100 kHz bei 1 Volt ein. LCR-Meter haben im Allgemeinen unterschiedliche Testeinstellungen. Der niedrigste Induktionstest beträgt normalerweise etwa 200 uH. Wenn Sie ein Tischmessgerät einrichten, sind 100 kHz bei 1 Volt für die meisten Geräte perfekt.

Wenn Sie die falsche Einstellung verwenden, wird der Test ungenauer. Die meisten LCR-Messgeräte sind für Tests mit niedrigem Strom ausgelegt, aber Sie sollten es dennoch vermeiden, den Strom stärker zu machen, als die Induktionsspule verarbeiten kann.

4. Verbinden Sie die Leitungen der Prüfspitzen mit dem LCR-Meter. Das Messgerät hat ein schwarzes und ein rotes Kabel, genau wie ein Multimeter. Das rote Kabel passt in den positiven Anschluss, während das schwarze Kabel in den negativen Anschluss passt. Berühren Sie die Teststifte an den Anschlüssen des Geräts, das Sie testen, um Strom durch zu senden.

Einige LCR-Messgeräte verfügen über einen Anschluss, in den Sie zu prüfende Komponenten wie Kondensatoren und Induktivitäten einstecken können. Stecken Sie die Stecker des Geräts in die Anschlüsse, um die Komponente zu testen.

5. Schauen Sie auf den Bildschirm, um die Induktivität zu bestimmen. LCR-Geräte führen nahezu augenblicklich Induktionstests durch. Sie werden sehen, dass sich die Anzeige auf dem Bildschirm sofort ändert. Es wird Ihnen eine Zahl in Mikrohenry (uH) angezeigt. Sobald Sie den Messwert haben, können Sie das Messgerät ausschalten und das Gerät beiseite legen.

Methode 3 von 3: Induktivität mit pulsierendem Strom berechnen

1. Verbinden Sie die Spule der Spule mit einer pulsierenden Spannungsquelle. Der einfachste Weg, einen gepulsten Strom zu erhalten, ist der Kauf eines Impulsgenerators. Es funktioniert wie ein normaler Funktionsgenerator und wird auf die gleiche Weise an einen Stromkreis angeschlossen. Verbinden Sie das Ausgangskabel des Generators mit einem roten Stromkabel, das Sie an einen Sensorwiderstand anschließen.

Eine andere Möglichkeit, einen Impuls zu erhalten, besteht darin, eine Schaltung für aufzubauen es erzeugen. Ein solcher Stromkreis kann in der Nähe befindliche Elektronik beschädigen, seien Sie also vorsichtig, wenn Sie ihn verwenden.
Impulsgeneratoren geben Ihnen mehr Kontrolle über den Strom als ein selbstgebauter Stromkreis, also verwenden Sie einen Generator, wenn Sie einen zur Hand haben.

2. Richten Sie die Strommonitore mit einem Sensorwiderstand und einem Oszilloskop ein. Sie benötigen einen Strommesswiderstand, um den Stromkreis einzubauen. Platzieren Sie es hinter der Spule und stellen Sie sicher, dass sich die Enden berühren, bevor Sie ein rotes stromführendes Kabel an das andere Ende anschließen. Fügen Sie dann das Oszilloskop hinzu, indem Sie das schwarze Eingangskabel mit einem schwarzen Stromkabel am Ende der Spule verbinden.

Testen Sie die Monitore, nachdem alle Kabel angeschlossen sind. Wenn alles funktioniert, sehen Sie beim Einschalten des Pulsstroms eine Bewegung auf dem Oszillatorbildschirm.

Ein Strommesswiderstand ist eine spezielle Art von Widerstand, der eine minimale Strommenge aufnimmt. Er wird auch Shunt-Widerstand genannt und ist notwendig, um eine genaue Spannungsmessung zu erhalten.

3. Stellen Sie den Pulszyklus auf 50 % oder weniger ein. Beobachten Sie, wie sich der Impuls über den Oszilloskopbildschirm bewegt. Die Hochpunkte der Welle zeigen an, wann der Puls aktiv ist. Diese hohen Punkte sollten ungefähr die gleiche Länge haben wie die niedrigen Punkte. Der Pulszyklus ist die Länge einer vollen Welle auf dem Oszilloskop.

Zum Beispiel könnte der Puls für eine Sekunde an und dann für eine Sekunde ausgeschaltet sein. Das Wellenmuster auf dem Display würde sehr gleichmäßig aussehen, da der Puls nur die Hälfte der Zeit aktiv ist.

4. Spitzenstrom und Zeit zwischen Spannungsimpulsen ablesen. Überprüfen Sie das Oszilloskop auf diese Messungen. Der Spitzenstrom ist der Spitzenwert der höchsten Welle, die Sie auf dem Bildschirm sehen, und wird in Ampere gemessen. Die Zeit zwischen diesen Spitzen wird in Mikrosekunden angezeigt. Wenn Sie beide Messungen haben, können Sie die Induktivität berechnen.

Los geht`s 1.000.000 Mikrosekunden in einer Sekunde. Wenn Sie in Sekunden umrechnen müssen, teilen Sie die Anzahl der Mikrosekunden durch 1.000.000.

5. Multiplizieren Sie die Spannung und Länge der Impulse. Verwenden Sie die Formel L = V x Ton/Ipk, um die Induktivität zu berechnen. Alle benötigten Werte müssen auf diese Weise vom Oszilloskop lesbar sein. V steht für die von den Impulsen gelieferte Spannung, `Ton` steht für die Zeit zwischen jedem Impuls und lpk ist der Spitzenstrom, den Sie zuvor gemessen haben.

Wenn beispielsweise alle fünf Mikrosekunden ein 50-Volt-Impuls abgegeben wird: 50 x 5 = 250 Volt-Mikrosekunden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Online-Rechner zu verwenden, wie zum Beispiel den auf https://Tageszähler.com/Artikel/How-To-Messung-Induktivität.phtml.

6. Teilen Sie das Produkt durch den Spitzenstrom, um die Induktivität zu erhalten. Sehen Sie sich die Oszilloskopanzeige an, um den Spitzenstrom zu bestimmen. Ersetzen Sie diese in der Formel, um die Berechnung erfolgreich abzuschließen!

Zum Beispiel: 250 Volt-Mikrosekunden / 5 Ampere = 50 Mikrohenry (mH).

Obwohl die Mathematik recht einfach erscheint, ist die Einrichtung der Messung komplexer als bei anderen Methoden. Wenn alles funktioniert, ist die Bestimmung der Induktivität ein Kinderspiel!

Tipps

Längere Spulen haben aufgrund ihrer Form in der Regel eine geringere Induktivität als kürzere Spulen.
Wenn eine Gruppe von Induktivitäten in Reihe geschaltet ist, ist ihre Gesamtinduktivität die Summe aller Induktivitäten.
Wenn Sie eine Gruppe von Induktionsspulen parallelschalten, ist die Gesamtinduktivität viel geringer als normal. Sie müssen dann eins durch jede Spule teilen, die Summe addieren und dann eins durch diese Zahl teilen.
Induktoren können als Stabspulen, Ringkerne oder als Dünnfilm aufgebaut sein. Je mehr Windungen oder Oberfläche die Spule hat, desto größer ist die Induktivität.

Warnung

Hochwertige Induktionsmessgeräte sind oft teuer und selten. Günstige LCR-Messgeräte arbeiten jedoch normalerweise mit niedrigen Strömen, was sie zum Testen großer Induktivitäten unbrauchbar macht.