Определение значения индуктивности при помощи осциллографа

Коллеги, здравствуйте! В данном эксперименте попробуем определить индуктивность дросселя при помощи осциллографа и несложных расчетов.

1 Введение.

В предыдущей публикации (Частичная компенсация реактивной мощности, создаваемой электромагнитным дросселем) в процессе эксперимента, для коррекции были использованы пленочные конденсаторы, которые были объединены в одну "батарею", путем их параллельного соединения.

При этом, каждый конденсатор имел свою маркировку, и тем самым достаточно просто было произвести расчет суммарной емкости у конденсаторной батареи.

Но как быть с индуктивностью (дросселем), если на ней(нем) нету никакой маркировки, а специализированный прибор для измерения индуктивности отсутствует? Решить данную задачу можно, если в наличии имеется любой, самый простенький осциллограф, который позволяет фиксировать разовое измерение на экране. Простенький - понятие относительное. Аналоговый осциллограф - не подойдет. Нужен - цифровой, или цифро-аналоговый.

Несмотря на то, что осциллограф - прибор не дешевый, он решает достаточное большое количество задач в процессе - ремонта, отладки, разработки, исследований, измерений. И поэтому такой прибор более востребован в "хозяйстве" по сравнению со специализированным LC-метром. Но процесс измерения индуктивности при помощи осциллографа - усложняется и требует большего времени.

2 Исходные данные.

Конденсаторная батарея (из прошлой публикации) состоит из шести пленочных конденсаторов, которые представлены на рисунке 1. Конденсаторы обладают следующими значениями емкости: 220nF, 680nF, 680nF, 330nF, 330nF, 330nF.

А итоговая емкость батареи находится путем сложения всех конденсаторов: 2570nF или 2.57uF(мкФ). Результат полученный в процессе расчета, подтверждается показаниями прибора, которые содержатся на рисунке 2.

Рисунок 1

Рисунок 2

3 Теоретическая база.

Еще из школьного курса физики, известно, что если между собой соединить Емкость (С) и индуктивность (L), то получится колебательный контур (рисунок 3). И если запасти энергию, например, на конденсаторе, а затем соединить конденсатор с дросселем, то энергия конденсатора будет передана дросселю, а от дросселя обратно в конденсатор. Таким образом, будут иметь место затухающие гармонические колебания.

Рисунок 3 - Колебательный контур

Известна также и формула, по которой может быть рассчитана частота колебаний, которая представлена на рисунке 4.

Рисунок 4

Из формулы, по рисунку 4, выразим индуктивность (L), которая представлена на рисунке 5.

Рисунок 5

где, T - период колебаний, С,

С - емкость, Ф,

L - индуктивность, Гн.

4 Практические исследования.

Подключим осциллограф к колебательному контуру, установим ждущий режим. Зарядим емкость колебательного контура, при помощи низковольтного источника постоянного тока. Образовавшиеся колебания фиксируем при помощи осциллографа. На рисунке 6 представлена осциллограмма сигнала на колебательном контуре.

Рисунок 6

Попробуем измерить период колебаний (рисунок 7), при помощи специальных измерительных курсоров.

Рисунок 7

5 Вычисление значения индуктивности.

И так, произведем расчет значения индуктивности. Период колебаний (T) составляет 11.2 мС. Емкость конденсатора (C) составляет 2.57 мкФ. Результат приведен на рисунке 8.

Рисунок 8

На рисунке 9 представлен результат измерения индуктивности при помощи LC-метра.

Рисунок 9

6 Анализ результатов.

Расчетное значение индуктивности составляет 1,23 Гн.

Измеренное значение индуктивности составляет 1,016 Гн.

Разница в результатах составляет 17,5%.

Коллеги, метод с осциллографом давно известен. Интересно было увидеть разница. Она довольно значительная.

Как вы считаете, в чем может быть дело? Где ошибка? в эксперименте или же в самом измерительном LC-приборе?

Есть ли предложения как получить более точный результат? Спасибо!