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
или Z
= L.
Если подобрать частоту генератора f = 10/2 = 1,592, то значение = 2f = 1, следовательно, измеренное значение Z = L или Z = 1/C.
П
ри
измерении индуктивности или емкости
важно правильно выбирать шкалу отсчета
L или С и ее номинальное
значение (отмеченное кружком). Так при
измерении индуктивности следует
пользоваться данными табл. 2.14, где
определенной частоте и диапазону Z
соответствует номинальное значение
шкалы для измерения индуктивности.
Например, если выбран диапазон Z
= 100 Ом, то при частоте 15,92 кГц отсчет
индуктивности L
выполняется по шкале
100 Ом, номинальному
значению шкалы соответствует
значение 1 мГн.
При измерении емкости следует пользоваться данными табл. 2.15. Здесь определенной частоте и диапазону Z соответствует номинальное значение шкалы для измерения емкости. Отсчет значения С производится по шкале, обратной Z. Например, если кнопками выбран диапазон Z = 3 Ом, то при частоте 1,592 кГц отсчет значенияС выполняется по шкале 10 кОм, причем номинальному значению шкалы соответствует значение емкости С = 100 мкФ.
2 .6.3. Порядок выполнения работы
1) Произвести калибровку прибора. Для этого отсоединить провода от входа прибора Zx. Нажать кнопку "Калибровка 1 кОм" (CAL 1 k), затем выбрать и нажать кнопку предела измерения 3 кОм. Ручку "Калибровка" (CALIBRATION Z) 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 прибора Z устанавливается 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 прибора Z.
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)
Таблица 2.14
Измерение индуктивности
Диапазон |
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
Z |
3 |
10 |
30 |
100 |
300 |
1000 |
3 |
10 |
30 |
100 |
300 |
1000 |
|
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 |
Шкала
Таблица 2.15
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 |
Таблица 2.16
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 характеристики Z(f) и (f) в диапазоне частот, соответствующих изменению угла сдвига фаз от –60 до +60. Результат измерения занести в табл. 2.17. Построить зависимости Z(f) и (f). Подобрать f0эксп и сравнить с f0расч .
Таблица 2.17
Исследование резонанса
Начальная фаза , град |
Модуль сопротивления Z, Ом |
Частота генератора f, Гц |
–60 |
|
|
–30 |
|
|
0 |
|
|
30 |
|
|
60 |
|
|