Medição de indutância

Contente

Degraus
Pontas
Aviso
Necessidades

A indutância é a capacidade de uma bobina de impedir que uma corrente elétrica flua através dela. Uma bobina de indução pode parar uma corrente para que outra corrente possa fluir. TVs e rádios, por exemplo, usam indução para receber e sintonizar diferentes canais. A indutância é geralmente medida em unidades de millihenry ou microhenry. A medição em si geralmente é feita com um gerador de frequência e um osciloscópio, ou um multímetro LCM. A indutância também pode ser calculada usando um gráfico de tensão versus corrente, que mede a mudança na corrente elétrica que passa por uma bobina.

Degraus

Método 1 de 3: Determinando a indutância com um resistor

Imagem intitulada Measure Inductance Step 1

1. Escolha um resistor de 100 ohm com 1% de resistência. Os resistores têm faixas coloridas que podem ajudá-lo a diferenciá-los. Um resistor de 100 ohms tem uma faixa marrom, preta e marrom. A última faixa no final também é marrom, para indicar 1% de resistência. Se você tiver vários resistores para escolher, escolha um com um valor de resistência conhecido.

Os resistores são rotulados quando novos, mas é fácil se enganar quando estão fora do pacote. Sempre teste a indutância com um resistor do qual você conhece o valor para garantir um resultado preciso.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 2

2. Conecte a bobina de indução em série com o resistor. Em série significa que a corrente flui primeiro através de um componente e depois através do outro. Comece a configurar um o circuito, colocando a bobina e o resistor lado a lado. Certifique-se de que eles tenham um terminal que toque um no outro. Para completar o circuito, você também precisa conectar fios vivos aos fios do resistor e da bobina.

Você pode comprar fios de energia online ou em uma loja de ferragens. Eles geralmente serão vermelhos e pretos para que você possa diferenciá-los facilmente. Conecte o fio vermelho em uma extremidade ao fio do resistor e o fio preto na outra extremidade da bobina.

Se você ainda não tem um, considere comprar uma placa de ensaio. Os furos na placa ajudam muito na conexão dos fios e componentes.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 3

3. Conecte um gerador de função e um osciloscópio ao circuito. Pegue os cabos de saída do gerador de funções e conecte-os ao osciloscópio. Em seguida, ligue os dois dispositivos para garantir que eles funcionem. Uma vez que ambos estejam ligados, pegue o cabo de saída vermelho do gerador de função e conecte-o ao cabo de alimentação vermelho em seu circuito. Conecte o cabo de entrada preto do osciloscópio ao fio preto em seu circuito.

Um gerador de função é um dispositivo de teste elétrico que envia ondas elétricas através do circuito. Permite monitorar o sinal que se move através da bobina para que você possa calcular a indutância com precisão.

O osciloscópio é usado para detectar e exibir a tensão do sinal que passa pelo circuito. Você precisa dele para tornar visível o sinal definido com o gerador de funções.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 4

4. Use o gerador de função para executar uma corrente através do circuito. O gerador de funções simula as correntes que a bobina e o resistor receberiam se fossem realmente usados. Use o botão de controle no dispositivo para iniciar a alimentação. Tente configurar o gerador de funções para algo como 100 ou 50 ohms. Certifique-se de que o gerador esteja configurado para ondas senoidais para que você possa ver grandes ondas fluindo constantemente pela tela.

Vá para as configurações do gerador para alterar o tipo de onda. Os geradores de função podem criar ondas quadradas, ondas triangulares e outras variedades que não são úteis para calcular a indutância.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 5

5. Monitore a tensão de entrada e a tensão suportável na tela. Na tela do osciloscópio, procure por algumas ondas senoidais. Um será controlável pelo gerador de função. A outra onda menor vem de onde a bobina e o resistor se encontram. Ajuste a frequência do gerador de função para que a tensão de junção indicada na tela seja metade da tensão de entrada original.

Por exemplo, defina a frequência do gerador para que a tensão entre os picos de ambas as ondas seja de 1 V, que você verá no osciloscópio. Em seguida, altere-o até que a tensão seja 0,5V.

A tensão do nó é a diferença entre as ondas senoidais no osciloscópio. Deve ser metade da tensão original do gerador de sinal.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 6

6. Encontre a frequência da potência do gerador de função. Isso será exibido no osciloscópio. Verifique os números na parte inferior da leitura para encontrar um em kilohertz ou kHz. Anote esse número, porque você vai usá-lo em um cálculo para encontrar a indutância.

Se você precisar converter hertz (Hz) para kilohertz, lembre-se que 1 kHz = 1.000 kHz. Por exemplo: 1Hz / 1.000 kHz = 0,001 kHz.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 7

7. Calcule a indutância usando uma fórmula matemática. Use a fórmula L = R x sqrt(3) / (2 x pi x f). L é a indutância, então você precisa da resistência (R) e da frequência (f) que você calculou anteriormente. Outra opção é digitar suas medidas em uma calculadora de indução, como em https://daycounter.com/Articles/Como-Medir-Indutância.phtml.

Comece multiplicando o valor do resistor pela raiz quadrada de três. Por exemplo: 100 ohms x 1,73 = 173.

Então multiplique dois, pi, e a frequência. Por exemplo, se a resistência for 20 kHz, então 2 x 3,14 x 20 = 125,6.

Arredonde isso dividindo o primeiro número pelo segundo número. Então, neste caso 173 / 125,6 = 1,38 mH.

Para converter millihenry para microhenry (uH), multiplique por 1000: 1,38 x 1.000 = 1378 uH.

Método 2 de 3: Medição com um medidor LCR

Imagem intitulada Measure Inductance Step 8

1. Ligue o medidor LCR e espere que ele ligue. Um medidor LCR padrão é muito semelhante a um multímetro normalmente usado para medir coisas como tensão e corrente. A maioria dos medidores são portáteis com uma tela de leitura que exibe zero depois que você pressiona o botão liga / desliga. Se o medidor não mostrar zero, pressione o botão de reset para redefinir o medidor.

Existem também máquinas eletrônicas maiores que tornam o processo de teste ainda mais fácil do que o normal. Estes geralmente oferecem espaço para conectar a bobina de indução, para um resultado mais preciso.

Multímetros não podem ser usados para medir indutância. Eles não têm a opção, mas felizmente existem medidores LCR portáteis baratos disponíveis online.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 9

2. Defina o LCR para medir L (a indutância). Um medidor LCR pode fazer várias medições, que estão listadas no mostrador. L significa indutância, então você precisa. Para medidores portáteis, gire o dial para L. Se você estiver usando um dispositivo eletrônico, pressione os botões na tela para definir o dispositivo para L.

Os medidores LCR têm várias configurações, portanto, certifique-se de usar a correta. A configuração C é para capacitância e R para resistência.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 10

3. Defina o medidor para 100 kHz a 1 volt. Os medidores LCR geralmente têm configurações de teste diferentes. O teste de indução mais baixo geralmente é algo como 200 uH. Se você configurar um medidor de mesa, 100 kHz a 1 volt é perfeito para a maioria dos dispositivos.

Usar a configuração errada tornará o teste mais impreciso. A maioria dos medidores LCR são projetados para testes de baixa corrente, mas você ainda deve evitar tornar a corrente mais forte do que a bobina de indução pode suportar.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 11

4. Conecte os fios das pontas de prova ao medidor LCR. O medidor tem um fio preto e um vermelho, assim como um multímetro. O fio vermelho se encaixa no conector positivo, enquanto o fio preto se encaixa no conector negativo. Toque os pinos de teste nos terminais do dispositivo que você está testando para enviar corrente.

Alguns medidores LCR possuem uma porta na qual você pode inserir componentes a serem testados, como capacitores e indutores. Conecte os conectores do dispositivo nas portas para testar o componente.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 12

5. Olhe para a tela para determinar a indutância. Os dispositivos LCR realizam testes de indução quase instantaneamente. Você verá que a leitura na tela muda imediatamente. Ele mostrará um número em microhenry (uH). Depois de ter a leitura, você pode desligar o medidor e colocar o dispositivo de lado.

Método 3 de 3: Calculando a indutância com uma corrente pulsante

Imagem intitulada Measure Inductance Step 13

1. Conecte a bobina da bobina a uma fonte de tensão pulsante. A maneira mais fácil de obter uma corrente pulsada é comprar um gerador de pulso. Funciona como um gerador de funções normal e é conectado a um circuito da mesma maneira. Conecte o cabo de saída do gerador a um fio de energia vermelho que você conectará a um resistor do sensor.

Outra maneira de obter um pulso é construir um circuito para gerando isso. Esse circuito pode danificar eletrônicos próximos, portanto, tenha cuidado ao usá-lo.
Os geradores de pulso oferecem mais controle sobre a corrente do que um circuito construído em casa, portanto, use um gerador se você tiver um à mão.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 14

2. Configure os monitores de corrente com um resistor de sensor e um osciloscópio. Você precisa de um resistor sensor de corrente para colocar no circuito. Coloque-o atrás da bobina e certifique-se de que as extremidades se toquem antes de conectar um fio vermelho vivo à outra extremidade. Em seguida, adicione o osciloscópio, conectando o fio de entrada preto a um fio de alimentação preto na extremidade da bobina.

Teste os monitores depois que todos os fios estiverem conectados. Se tudo funcionar, você verá movimento na tela do oscilador quando a corrente de pulso estiver ligada.

Um resistor de detecção de corrente é um tipo especial de resistor que absorve uma quantidade mínima de corrente. Também é chamado de resistor shunt e é necessário para obter uma medição de tensão precisa.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 15

3. Defina o ciclo de pulso para 50% ou menos. Observe o pulso enquanto ele se move pela tela do osciloscópio. Os pontos altos da onda indicam quando o pulso está ativo. Esses pontos altos devem ter aproximadamente o mesmo comprimento que os pontos baixos. O ciclo de pulso é o comprimento de uma onda completa no osciloscópio.

Por exemplo, o pulso pode ficar ligado por um segundo e depois desligado por um segundo. O padrão de onda na tela parece muito consistente, pois o pulso está ativo apenas metade do tempo.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 16

4. Leia a corrente de pico e o tempo entre os pulsos de tensão. Verifique o osciloscópio para essas medições. A corrente de pico é o pico da onda mais alta que você vê na tela e é medida em amperes. O tempo entre esses picos é mostrado em microssegundos. Se você tiver ambas as medições, poderá calcular a indutância.

Lá vai 1.000.000 microssegundos em um segundo. Se você precisar converter para segundos, divida o número de microssegundos por 1.000.000.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 17

5. Multiplique a tensão e o comprimento dos pulsos. Use a fórmula L = V x Ton/Ipk para calcular a indutância. Todos os valores necessários devem ser lidos do osciloscópio dessa maneira. V representa a tensão fornecida pelos pulsos, `Ton` representa o tempo entre cada pulso e lpk é a corrente de pico que você mediu anteriormente.

Por exemplo, se um pulso de 50 volts for entregue a cada cinco microssegundos: 50 x 5 = 250 volts-microssegundos.

Outra opção é usar uma calculadora online, como a do https://daycounter.com/Articles/Como-Medir-Indutância.phtml.

Imagem intitulada Measure Inductance Step 18

6. Divida o produto pela corrente de pico para obter a indutância. Consulte a leitura do osciloscópio para determinar a corrente de pico. Substitua-os na fórmula para concluir o cálculo com sucesso!

Por exemplo: 250 volts-microssegundos / 5 amperes = 50 microhenry (mH).

Embora a matemática pareça bastante simples, configurar a medição é mais complexo do que outros métodos. Uma vez que tudo funciona, determinar a indutância é um pedaço de bolo!

Pontas

Bobinas mais longas geralmente têm uma indutância menor do que bobinas mais curtas devido à sua forma.
Se um grupo de indutores estiver conectado em série, sua indutância total é a soma de todos os indutores.
Se você paralelizar um grupo de bobinas de indução, a indutância total é muito menor que o normal. Você então tem que dividir um por cada bobina, somar o total e depois dividir um por esse número.
Os indutores podem ser construídos como bobinas de haste, núcleos anulares ou um filme fino. Quanto mais voltas ou área de superfície a bobina tiver, maior será a indutância.

Aviso

Medidores de indução de alta qualidade geralmente são caros e raros. No entanto, medidores LCR acessíveis normalmente operam em baixas correntes, tornando-os inutilizáveis para testar grandes indutores.