Перейти к содержанию

Как измерить индуктивность катушки без LCR-метра?

Обновлено Редакция GAW

Катушка и конденсатор, соединённые параллельно, на одной частоте ведут себя как очень большое сопротивление: реактивные сопротивления катушки и конденсатора равны и компенсируют друг друга. Если питать такой контур через резистор, на этой частоте напряжение на нём максимально — её и находят.

Как измерить

  1. Параллельно катушке подключите конденсатор известной ёмкости — плёночный, с малым допуском или измеренный.
  2. Генератор синуса подключите к контуру через резистор — например, 10 кОм (наш выбор: он развязывает генератор от контура), щуп осциллографа 10X — на контур.
  3. Меняйте частоту и найдите максимум амплитуды.
  4. Посчитайте индуктивность по формуле резонанса (Kuphaldt, разд. 6.2):
f=12πLC⇒L=14π2f2Cf = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} \quad\Rightarrow\quad L = \frac{1}{4\pi^2 f^2 C}

Наш расчёт: при f = 50 кГц и C = 10 нФ L = 1/(39,48 · 2,5 · 109 · 10−8) ≈ 1,01 мГн. Проверить себя можно в калькуляторе резонанса LC.

Поправки

Что добавляет ёмкостьСколькоКак учесть
Щуп 10X8–13 пФ (Tektronix P6139A, P6109B)прибавить к C или брать C от единиц нанофарад
Щуп 1X100 пФ (P6101B)не использовать
Ёмкость витков катушкизависит от намоткимерить ниже собственного резонанса

Если ёмкость конденсатора намного больше этих добавок, поправкой можно пренебречь. Что такое резонанс и индуктивность, объясняет словарь, а как читать показания прибора — ответ «Почему LCR-метр показывает разную индуктивность».

Похожие вопросы

Почему пик получается размытым?

Из-за потерь: сопротивление провода катушки и потери в сердечнике снижают добротность, и максимум становится пологим. Возьмите резистор от генератора побольше и ищите частоту, где амплитуда максимальна, медленно вращая ручку; можно найти две частоты f₁ и f₂, где амплитуда одинакова по обе стороны пика, и взять их среднее геометрическое √(f₁f₂) — у резонансной кривой оно точнее среднего арифметического (наш совет).

Можно ли так мерить дроссель импульсного стабилизатора?

Можно, но вы получите индуктивность при малом токе. Под рабочим током дроссель с сердечником может приблизиться к насыщению, и индуктивность упадёт; это проверяют отдельно.

Что если пиков несколько?

Высший пик без внешнего конденсатора — собственный резонанс катушки на ёмкости её витков. Измеряйте на частотах заметно ниже собственного резонанса и выбирайте конденсатор так, чтобы его ёмкость была намного больше ёмкости витков и щупа.

Источники

  1. Kuphaldt T. R. Lessons In Electric Circuits, Vol. II — AC, 6th ed. (2021), гл. 6 Resonance, CC BY — разд. 6.2: резонанс параллельного контура — реактивные сопротивления катушки и конденсатора равны, формула резонансной частоты f = 1/(2π√(LC)); на резонансе полное сопротивление идеального параллельного контура стремится к бесконечности
  2. Tektronix. ABCs of Probes, Primer, 60W-6053-15 (03/2021) — табл. 1.1 — входная ёмкость щупов: P6101B 1X — 100 пФ, P6109B 10X — 13 пФ, P6139A 10X — 8 пФ

Нашли ошибку?

Смотрите также