2.6.2. Прямое измерение емкости и индуктивности.

При измерении полного сопротивления, имеющего емкостной или индуктивный характер (когда добротность Q > 10; < 0,1), прибор показывает значение илиZ = L.

Если подобрать частоту генератора f= 10/2= 1,592, то значение = 2f = 1, следовательно, измеренное значениеZ = LилиZ = 1/C.

При измерении индуктивности или емкости важно правильно выбирать шкалу отсчетаLили С и ее номинальное значение (отмеченное кружком). Так при измерении индуктивности следует пользоваться данными табл. 2.14, где определенной частоте и диапазонуZсоответствует номинальное значение шкалы для измерения индуктивности. Например, если выбран диапазонZ= 100 Ом, то при частоте 15,92 кГц отсчет индуктивностиLвыполняется по шкале 100 Ом, номинальному значению шкалы соответствует значение 1 мГн.

При измерении емкости следует пользоваться данными табл. 2.15. Здесь определенной частоте и диапазонуZсоответствует номинальное значение шкалы для измерения емкости. Отсчет значенияСпроизводится по шкале, обратнойZ. Например, если кнопками выбран диапазонZ= 3 Ом, то при частоте 1,592 кГц отсчет значенияСвыполняется по шкале 10 кОм, причем номинальному значению шкалы соответствует значение емкостиС = 100 мкФ.

2.6.3. Порядок выполнения работы

1) Произвести калибровку прибора. Для этого отсоединить провода от входа прибора Z_x. Нажать кнопку "Калибровка 1 кОм" (CAL1k), затем выбрать и нажать кнопку предела измерения 3 кОм. Ручку "Калибровка" (CALIBRATIONZ) установить в крайнее левое положение. При этом ко входу прибора подключается внутреннее образцовое сопротивление 1 кОм.

Частота внутреннего генератора устанавливается 1,592 кГц путем выбора диапазона 500 Гц – 5 кГц и установки выделенного значения (красная риска).

Подключить прибор к напряжению сети и нажать кнопку "Сеть" (MAINS). Зажигается контрольная лампа. Приблизительно через 1 мин стрелка прибораZустанавливается в окрестности значения 9 по шкале 10 Ом, а стрелка приборанаходится около нуля. После включения дать прибору прогреться 10 – 15 мин до установления устойчивого значения стрелки прибораZ.

Путем плавного поворота ручки "Калибровка" устанавливается значение Z = 1 кОм, а ручкой "Ноль" (Zero) устанавливается значение = 0.

Кнопка "Калибровка" выключается, ко входу прибора подсоединяется входной кабель, прибор готов к измерениям.

2) Произвести измерения предложенных преподавателем неизвестных сопротивлений. По таблицам для расчета активно-индуктивных сопротивлений определить L(см. табл. 2.14), емкостных –С(см. табл. 2.15). По данным частоты генератора (f) и измеренным значениям модуля (Z)и начальной фазы ()произвести проверочный расчет индуктивности и емкости. Данные измерения и расчета занести в табл. 2.16.

3) Выбрать из табл. 2.16 активно-индуктивное и емкостное сопротивления. Соединить их последовательно. Рассчитать частоту резонанса напряжений из условия:

. (2.62)

Таблица2.14

Измерение индуктивности

Диапазон



k

Z

3

10

30

100

300

1000

3

10

30

100

300

1000

Шкала

3 

10 

3 

10 

3 

10 

3 k

10 k

3 k

10 k

10 k

3 k

159 Гц

3 мГн

10 мГн

30 мГн

100 мГн

300 мГн

1 Гн

3 Гн

10 Гн

30 Гн

100 Гн

300 Гн

1000 Гн

1,59 кГц

300 мкГн

1 мГн

3 мГн

10 мГн

30 мГн

100 мГн

300 мГн

1 Гн

3 Гн

10 Гн

30 Гн

100 Гн

15,9 кГц

30 мкГн

100 мкГн

300 мкГн

1 мГн

3 мГн

10 мГн

30 мГн

100 мГн

300 мГн

1 Гн

3 Гн

10 Гн

Таблица2.15

Измерение емкости

Диапазон



k

Z

1000

300

100

30

10

3

1000

300

100

30

10

3

Шкала

3 k

10 k

3 k

10 k

3 k

10 k

3 

10 

3 

10 

10 

3 

159 Гц

3 мкФ

10 мкФ

30 мкФ

100 мкФ

300 мкФ

1000 мкФ

3 нФ

10 нФ

30 нФ

100 нФ

300 нФ

1 мкФ

1,59 кГц

300 нФ

1 мкФ

3 мкФ

10 мГн

30 мкФ

100 мкФ

300 пФ

1 нФ

3 нФ

10 нФ

30 нФ

100 Гн

15,9 кГц

30 мкФ

100 мкФ

300 мкФ

1000 мкФ

3000 мкФ

10000 мкФ

30 нФ

100 нФ

300 нФ

1 мкФ

3 мкФ

10 мкФ

Таблица2.16

Результаты измерения и расчета полных сопротивлений

f,	Z,	,	Измерение		Расчет
Гц	Ом	град	L,мГн	C, мкФ	L, мГн	C, мкФ

Плавно изменяя частоту вблизи значения f₀, исследовать частотные характеристикиZ(f) и(f) в диапазоне частот, соответствующих изменению угла сдвига фаз от –60 до +60. Результат измерения занести в табл. 2.17. Построить зависимостиZ(f)и(f). Подобратьf_0экспи сравнить сf_0расч.

_{Таблица 2.17}

_{Исследование резонанса}

Начальная фаза , град	Модуль сопротивления Z, Ом	Частота генератора f, Гц
–60
–30
0
30
60