Jinsi ya Kupima Capacitor au Inductor na Mchezaji wa Mp3: Hatua 9

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Hapa kuna mbinu rahisi ambayo inaweza kutumika kupima kwa usahihi uwezo na inductance ya capacitor na inductor bila vifaa vya gharama kubwa. Mbinu ya upimaji ni msingi wa daraja lenye usawa, na inaweza kujengwa kwa urahisi kutoka kwa vipinga vya bei rahisi. Mbinu hii ya kipimo hupima zaidi ya thamani ya uwezo tu, lakini pia upinzani mzuri wa safu ya capacitor wakati huo huo.

Vipengele vinahitajika:

1. Vipimo vichache vya kutofautisha

2. Kicheza MP3

3. multimeter

4. Kikotoo kufanya hesabu ya thamani

Hatua ya 1: Nadharia kidogo ya Usuli

Kama utangulizi wa mradi, wacha tuchukue nini daraja la LCR na nini inachukua kutengeneza

moja. Ikiwa unataka tu kutengeneza daraja la LCR, ruka hatua hizi.

Ili kuelewa kazi ya daraja la LCR, ni muhimu kuzungumza juu ya jinsi capacitor, kontena, na inductor hufanya katika mzunguko wa AC. Wakati wa kuvuta kitabu chako cha kiada cha ECE101. Resistor ni rahisi kuelewa vitu kutoka kwa kikundi. Kontena kamili hufanya sawa wakati DC inapopita japo kontena kama wakati AC inapita hata hivyo. Inatoa upinzani kwa mtiririko wa sasa ingawa hivyo hupunguza nguvu kwa kufanya hivyo. Uhusiano rahisi kati ya sasa, voltage na upinzani ni:

R = I / V

Capacitor kamili kwa upande mwingine, ni kifaa safi cha kuhifadhi nishati. Haipunguzi nguvu yoyote ambayo hupita ingawa hiyo. Badala yake, kama voltage ya AC inatumiwa kwa terminal ya capacitor, mtiririko wa sasa ingawa capacitor sasa inahitajika kuongeza na kuondoa chage kutoka kwa capacitor. Kama matokeo, mtiririko wa sasa ingawa capacitor iko nje ya awamu wakati ikilinganishwa na voltage yake ya terminal. Kwa kweli, daima ni digrii 90 mbele ya voltage kwenye terminal yake. Njia rahisi ya kuwakilisha hii ni matumizi ya nambari ya kufikiria (j):

V (-j) (1 / C) = mimi

Sawa na capacitor, inductor ni kifaa safi cha kuhifadhi nishati. Kama pongezi halisi kwa msaidizi, inductor hutumia uwanja wa sumaku kudumisha kupita kwa sasa ingawa inductor, kurekebisha voltage yake ya mwisho kwa kufanya hivyo. Kwa hivyo, sasa inapita kupitia inductor ni digrii 90 mbele ya voltage ya terminal. Mlingano unaowakilisha uhusiano wa voltage na wa sasa kwenye terminal yake ni:

V (j) (L) = mimi

Hatua ya 2: Nadharia zaidi

Kama muhtasari, tunaweza kuteka kipinga cha sasa (Ir), Inductor ya sasa (Ii) na capacitor ya sasa (Ic) zote kwenye mchoro wa vector sawa, iliyoonyeshwa hapa.

Hatua ya 3: Nadharia zaidi

Katika ulimwengu kamili na capacitor kamili na inductors, unapata kifaa safi cha kuhifadhi nishati.

Walakini, katika ulimwengu wa kweli, hakuna kitu kamili. Moja ya ubora muhimu kwa kifaa cha kuhifadhi nishati, inaweza kuwa capacitor, betri au kifaa cha kuhifadhi pampu, ni ufanisi wa kifaa cha kuhifadhi. Kiasi cha nishati hupotea wakati wa mchakato. Katika capacitor au inductor, hii ni upinzani wa paracidic wa kifaa. Katika capacitor, inaitwa sababu ya utaftaji, na kwa inductor, inaitwa sababu ya ubora. Njia ya haraka ya kuiga upotezaji huu ni kuongeza upinzani wa safu katika safu ya capacitor au inductor. Kwa hivyo, capacitor ya maisha halisi inaonekana kama mpinzani kamili na capacitor kamili katika safu.

Hatua ya 4: Daraja la Ngano

Kuna jumla ya vitu vinne vya kupinga kwenye daraja. Pia kuna chanzo cha ishara na

mita katikati ya daraja. Kipengele tunacho kudhibiti ni vitu vya kupinga. Kazi kuu ya daraja linalostahiki ni kulinganisha upinzani katika daraja. Wakati daraja lina usawa, ambayo inaonyesha kinzani R11 inalingana na R12 na R21 inalingana na R22, pato kwenye mita katikati huenda sifuri. Hii ni kwa sababu mtiririko wa sasa ingawa R11 inapita kati ya R12 na mtiririko wa sasa ingawa R21 inapita kati ya R22. Voltage kati ya upande wa kushoto wa mita na upande wa kulia wa mita basi itafanana.

Uzuri wa daraja ni chanzo cha chanzo cha ishara na usawa wa mita hauathiri kipimo. Hata kama una mita ya bei rahisi ambayo inachukua sasa nyingi kufanya kipimo (sema, mita ya zamani ya aina ya sindano), bado inafanya kazi nzuri hapa ilimradi ni nyeti ya kutosha kukuambia wakati hakuna sasa inapita ingawa mita. Ikiwa chanzo cha ishara kina impedance kubwa ya pato, kushuka kwa voltage ya pato inayosababishwa na kwenda kwa sasa ingawa daraja lina athari sawa upande wa kushoto wa daraja kama upande wa kulia wa daraja. Matokeo halisi yanajiondoa na daraja bado linaweza kufanana na upinzani kwa kiwango cha kushangaza cha usahihi.

Msomaji mwenye uangalifu anaweza kugundua kuwa daraja pia litasalia ikiwa R11 ni sawa na R21 na R12 ni sawa na R22. Hii ndio kesi ambayo hatutazingatia hapa, kwa hivyo hatutajadili kesi hii zaidi.

Hatua ya 5: Vipi Kuhusu Kipengele cha Tendaji badala ya Wakaazi?

Katika mfano huu, daraja litakuwa sawa wakati Z11 inalingana na Z12. Kuweka muundo rahisi, upande wa kulia wa daraja uliundwa kwa kutumia vipinga. Sharti moja jipya ni chanzo cha ishara lazima iwe chanzo cha AC. Mita katika matumizi lazima pia kuwa na uwezo wa kuchunguza AC sasa. Z11 na Z12 zinaweza kuwa chanzo chochote cha impedance, capacitor, inductor, kontena au mchanganyiko wa zote tatu.

Hadi sasa, ni nzuri sana. Ikiwa umepata begi la capacitors iliyosawazishwa kabisa na inductors, itawezekana kutumia daraja kujua thamani ya kifaa kisichojulikana. Walakini, hiyo itakuwa ya muda na ya gharama kubwa. Suluhisho bora kuliko, ni kutafuta njia ya kuiga kifaa bora cha kumbukumbu na hila fulani. Hapa ndipo kicheza MP3 kinakuja kwenye picha.

Kumbuka mtiririko wa sasa ingawa capacitor daima ni digrii 90 mbele ya voltage yake ya terminal? Sasa, ikiwa tunaweza kurekebisha voltage ya mwisho ya kifaa chini ya upimaji, ingewezekana kwetu kutumia sasa ambayo ni digrii 90 mapema na kuiga athari ya capacitor. Ili kufanya hivyo, lazima kwanza tuunde faili ya sauti ambayo ina mawimbi mawili ya sine na tofauti ya awamu ya digrii 90 kati ya mawimbi mawili.

Hatua ya 6: Kuweka kile Tunachojua Katika Daraja

Kupakia faili hii ya mawimbi kwenye kicheza MP3 au cheza moja kwa moja kutoka kwa PC, kituo cha kushoto na kulia hutoa wimbi la sine mbili na amplitude sawa. Kuanzia wakati huu na kuendelea, nitatumia capacitor kama mfano kwa unyenyekevu. Walakini, kanuni hiyo hiyo inatumika kwa inductors pia, isipokuwa ishara ya msisimko inahitaji kuwa chini ya digrii 90 badala yake.

Wacha kwanza tuchonge daraja na kifaa kilicho chini ya jaribio kilichowasilishwa na capacitor kamili katika safu na kontena kamili. Chanzo cha ishara pia imegawanywa katika ishara mbili na awamu moja ya ishara iliyobadilishwa na digrii 90 wakati wa kurejelea ishara nyingine.

Sasa, hii ndio sehemu ya kutisha. Lazima tuzame kwenye hesabu zinazoelezea kazi ya mzunguko huu. Kwanza, wacha tuangalie voltage upande wa kulia wa mita. Ili muundo uwe rahisi, ni bora kuchagua mpinzani upande wa kulia kuwa sawa, kwa hivyo Rm = Rm na voltage kwenye Vmr ni nusu ya Vref.

Vmr = Vref / 2

Ifuatayo, wakati daraja liko sawa, voltage upande wa kushoto wa mita na haki ya mita itakuwa sawa, na awamu hiyo pia italingana sawa. Kwa hivyo, Vml pia ni nusu ya Vref. Kwa hili, tunaweza kuandika:

Vml = Vref / 2 = Vcc + Vrc

Wacha sasa tujaribu kuandika mtiririko wa sasa ingawa R90 na R0:

Ir0 = (Vref / 2) x (1 / Ro)

Ir90 = (Vz - (Vref / 2)) / (R90)

Pia, kifaa kinachotiririka wakati wa jaribio ni:

Ic = Ir0 + Ir90

Sasa, fikiria kifaa kilicho chini ya jaribio ni capacitor na tunataka Vz iongoze Vref kwa digrii 90, na kwa

fanya hesabu rahisi, tunaweza kurekebisha voltage ya Vz na Vref kwa 1V. Basi tunaweza kusema:

Vz = j, Vref = 1

Ir0 = Vref / (2 x Ro) = Ro / 2

Ir90 = (j - 0.5) / (R90)

Wote kwa pamoja:

Ic = Vml / (-j Xc + Rc)

-j Xc + Rc = (0.5 / Ic)

Ambapo Xc ni impedance ya uwezo kamili wa Cc.

Kwa hivyo, kwa kusawazisha daraja na kujua thamani ya R0 na R90, ni rahisi kuhesabu jumla ya sasa kupitia kifaa chini ya jaribio la Ic. Tumia equation ya mwisho ambayo tumefika, tunaweza kuhesabu impedance ya uwezo kamili na upinzani wa safu. Kwa kujua impedance ya capacitor na mzunguko wa ishara inayotumika, ni rahisi kujua uwezo wa kifaa chini ya jaribio na:

Xc = 1 / (2 x π F C)

Hatua ya 7: Hatua ya Kupima Capacitor au Thamani ya Inductor

1. Cheza faili ya wimbi ukitumia PC au MP3 player.

2. Unganisha pato la kicheza MP3 kama mchoro wa wiring ulioonyeshwa hapo juu, badilisha unganisho kwa kituo cha kushoto na kulia ikiwa unapima inductor.

3. Unganisha multimeter na uweke kipimo kwenye voltage ya AC.

4. Cheza kipande cha sauti na urekebishe sufuria ndogo hadi usomaji wa voltage ushuke. Karibu na sifuri, kipimo kitakuwa sahihi zaidi.

5. Tenganisha kifaa chini ya jaribio (DUT) na kicheza MP3.

6. Sogeza uongozi wa multimeter hadi R90 na uweke kipimo juu ya upinzani. Pima thamani. 7. Fanya vivyo hivyo kwa R0.

8. Ama kwa mikono hesabu thamani ya capacitor / inductor, au tumia hati iliyotolewa ya Octave / Matlab kutatua thamani.

Hatua ya 8: Jedwali la Upinzani wa Karibu unaohitajika kwa Mpinzani anayebadilika ili Kusawazisha Daraja

Hatua ya 9: Asante

Asante kwa kusoma maandishi haya. Huu ulikuwa usajili wa ukurasa wa wavuti ambao niliandika mnamo 2009