מדידת צורת גל ומתח

צורת עקומות המתח והזרם נחשבת מעשית סינוסואיד, אם אחת מהאורדינטות שלו שונה מהאורדינטה המקבילה של סינוסואיד השווה לה באמפליטודה, עם קטע שלא יעלה על 5% מהמשרעת.

ניתן לבדוק סינוסואידיות בכמה דרכים. בעזרת הפשוטה שבהן, התבונן בעקומה הנחקרה על המסך של אוסילוסקופ קרני קתודי.

לשם כך, שני קווים סינוסואידים זהים מצוירים בעבר על מסך המכשיר או על צלחת שקופה, מוזזים אנכית ביחס זה לזה ב-10% מהמשרעת שלהם (איור 1).

לאחר מכן, המתח הנבדק מופעל על כניסת ה-Y של האוסילוסקופ, ועל ידי התאמת ההגבר בערוץ ה-Y ותקופת הסוויפ, גודל את עקומת המסך כך שתמצא בתוך הרצועה המוגבלת על ידי הסינוסואידים העזר. אם זה מצליח, אז המתח נחשב כמעט סינוסואידי.

אורז. 1. עקומות עזר לקביעת צורת זרם ומתח באמצעות אוסילוסקופ של קרן קתודית

כדי לשקול את הדרך השנייה לקביעת הסינוסואידיות של עקומה, אנו מציגים מספר הגדרות. כידוע, ניתן לאפיין את הערך של משתנה מחזורי על ידי הערכים האפקטיביים, הממוצעים והמקסימליים (משרעת). אם הכמות המחזורית x משתנה לפי חוק סינוסואידי, אז כל ערכיה קשורים זה לזה בצורה מסוימת.

לדוגמה, היחס בין ערך המשרעת לערך האפקטיבי, הנקרא מקדם הקודקוד ka = xm/ x = √2 = 1.41, היחס בין הערך הממוצע למשך חצי תקופה לערך המשרעת, הנקרא מקדם הערך הממוצע kCp = xcp / xm = 2 /π = 0.637 ולבסוף היחס בין הערך האפקטיבי לערך הממוצע, הנקרא יחס רוחב-גובה ke = x / xCp = π / (2√2) = 1.11.

בהתמקדות ביחסים אלו, התקן מאפשר לקבוע את הצורה הסינוסואידאלית של העקומה של כמות מחזורית בהתבסס על תוצאות המדידה בו זמנית של הערכים הממוצעים והיעילים. העקומה נחשבת כמעט סינוסואידית אם 1.132> קמ"ש> 1.088.

בשל העובדה שרוב מכשירי המדידה המשמשים בפועל מכוילים בערכים ממוצעים, לא תמיד ניתן למדוד ישירות את הערך הממוצע והחציוני. במקרה זה, הערך הנחקר נמדד בו זמנית על ידי משרעת (שיא) ומדדי מתח אלקטרודינמיים. אם יש צורך לקבוע את כל שלושת המקדמים הנקובים, יש לחבר מד מתח מיישר.

הקריאות של מד המתח והמקדמים המאפיינים את הסינוסואידאליות של הצורה קשורות ליחסים הבאים: ka = 1.41U1/ U2, кf = U2/0.9U3, kcp = 0.673 = U3/ U1, כאשר U1, U2, U3 - קריאות של מדי מתח בקנה מידה משרעת, אלקטרודינמית ומיישר מכוילים בערכי מתח סינוסואידיים ממוצעים.

דוגמה. כדי לקבוע את הצורה הלא-סינוסואידלית של עקומת המתח של הפיתול המשני של השנאי, מתח הפאזה נמדד בו זמנית עם משרעת V3-43, אלקטרודינמית D-556 ומיישר Ts4317.

הקריאות שלהם היו U1 = 76 V, U2 = 61 V, U3 = 59.5 V. ואז ka = 1.41 x 76/61 = 1.76, ke = 1.11 x 61 / 59.5 = 1, 14, kcp = 0.637 x 569.5 / .

בשל העובדה כי עבור עקומה סינוסואידלית, מקדמים אלה צריכים להיות 1.41, 1.11 ו- 0.637, בהתאמה, ניתן להסיק כי למתח של הפיתול המשנית של השנאי יש צורה לא סינוסואידלית. שימו לב לעובדה שעם מתח סינוסואיד, הקריאות של כל שלושת מדי המתח צריכות להיות שוות.