9. Приклади технічного застосування індуктивного та ємнісного опорів.

На практиці широко застосовують електричні методи вимірювання неелектричних величин. Це означає, що вимірювана неелектрична величина ( переміщення, тиск, температура, вологість і т. п.) певним чином перетворюється у відповідну електричну величину.

Для такого перетворення використовують різноманітні датчики. Нижче приводиться короткий опис датчиків, принцип дії яких базується на зміні індуктивного або ємнісного опорів.

1. Індуктивний датчик– електровимірювальний перетворювач у вигляді котушки з феромагнітним осердям. Індуктивність котушки змінюється в результаті переміщення осердя по осі даної котушки (рис.54.11). А на рис. 54.12 приведена принципова схема датчика, де котушка індуктивності намотана на феромагнітне осердя із зазором. В цьому зазорі переміщається феромагнетик, чим досягається зміна індуктивності датчика. Такі датчики можуть фіксувати навіть незначні лінійні переміщення. Наприклад, осердя, що переміщається, зв’язують з мембраною манометра, і в результаті маємо датчик тиску.

2. Ємнісний датчик - електрови-мірчий перетворювач у вигляді конденсатора, ємність якого змінюється пропорційно значенню вимірювальної величини (деформації, переміщення, вологості і т. п.). На мал.54.13. наведена принципова схема контролю рухомої поверхні з допомогою ємнісного датчика. На досліджувану поверхню , що рухається (листовий чи рулонний матеріал) встановлюється щуп датчика, який зв’язаний з однією з обкладинок конденсатора. Друга обкладинка нерухома.

Нерівності досліджуваної поверхні приводять в рух щуп ( вверх-вниз ), що приводить до відповідної зміни ємності конденсатора. Шкала електровимірчого приладу ємнісного опору конденсатора проградуйована в міліметрах (або в десятих долях міліметрах ). Сучасні прилади такого типу ведуть автоматичний запис товщини контрольованої поверхні.

3.Електричні фільтри.Той факт ,що реактивний опір залежить від частоти струму, дозволяє здійснити пристрої для частотного розділення сигналів. Так, чим більша частота ,тим індуктивний опір буде більшим. Отже, котушка індуктивності буде відфільтровувати (пропускати) струми низької частоти більше, ніж високої. Навпаки, ємнісний опір конденсатора тим менший, чим більша частота. Таким чином, конденсатор буде відфільтровувати струми високих частот, а затримувати низькочастотні.

На рис.54.14, а наведена схема найбільш поширеного П-подібного фільтру для згладжування пульсацій випрямленого струму. На вході фільтру маємо пульсуючий струм (рис. 54.14, б). Постійну складову такого струму котушка індуктивності пропускає без перешкод( впливає тільки активний опір). Конденсатори не пропускають постійний струм і через них проходить тільки змінна складова пульсуючого струму. Тому на виході такого фільтру отримаємо практично постійний струм з незначними пульсаціями (рис. 54.14, в).

10. Контрольні питання

1. Які струми називаються змінними? Дайте означення ефективного значення сили змінного струму.

2. Який опір називається активним? Які можливі ефекти при високих частотах струму на активному опорі?

3. Чому в колі змінного струму ємність є реактивним опором? Від яких величин і як залежить реактивний ємнісний опір? Чому в колі змінного струму з конденсатором виникає зсув фаз між коливаннями сили струму і напругою?

4. Чому в колі змінного струму з індуктивністю виникає зсув фаз між коливаннями струму і напруги? Від яких величин і як залежить реактивний індуктивний опір?

5. Запишіть і поясніть закон Ома для кола змінного струму.

6. В чому полягає принцип експериментального визначення ємності конденсатора та індуктивності соленоїда методом вимірювань їх реактивних опорів?

7. Яка послідовність виконання роботи?

8. Вивести формулу похибок.

9. Де і як на практиці застосовуються індуктивність і ємність в колі змінного струму?