Δευτέρα, 19 Ιανουαρίου 2015

Μέτρηση της σύνθετης αντίστασης εξόδου

Απλός τρόπος για να μετρήσουμε την σύνθετη αντίσταση εξόδου π.χ ενός πομποδέκτη , ενός ενισχυτή ,ενός ταλαντωτή , ενός μικροφώνου κ.λ.π. ώστε να μπορούμε να κάνουμε τις ανάλογες προσαρμογές που χρειάζονται .
Λίγα λόγια για την σύνθετη αντίσταση ο σκοπός του άρθρου είναι η μέτρηση της και όχι η ανάλυση της . Αυτό που πρέπει να ξέρουμε χονδρικά για την σύνθετη αντίσταση είναι ότι αποτελείται από δύο  στοιχεία , ένα πραγματικό , που είναι η καθαρά ωµική  αντίσταση R (ενεργή αντίσταση) του κυκλώµατος και ένα φανταστικό που είναι η αντίδραση Χ (άεργη αντίσταση ) που παρουσιάζει το κύκλωµα κατά την διέλευση του εναλλασσομένου ρεύµατος µέσα από αυτό .

Το βασικό κύκλωμα που θα χρησιμοποιήσουμε στην μέτρηση μας είναι της παρακάτω φωτογραφίας 1:


Στην φωτογραφία αυτήν βλέπουμε την γεννήτρια εναλλασσομένου ρεύματος την σύνθετη αντίσταση εξόδου Ζ που θέλουμε να μετρήσουμε και την ωμική αντίσταση φορτίου RL της οποίας είναι γνωστή η τιμή της και καλό θα είναι να έχει ανοχή 1% για ακρίβεια της μέτρησης μας. Ο μαθηματικός τύπος που θα χρησιμοποιήσουμε είναι αυτός που ισχύει και για το συνεχές ρεύμα γιατί έχουμε να κάνουμε με καθαρό ωμικό φορτίο δεν υπάρχει αντίδραση Χ διότι ως γνωστό σε καθαρό ωμικό φορτίο που συνδέεται απευθείας στην έξοδο της γεννήτριας και δεν μεσολαβεί γραμμή μεταφοράς σύνθετης αντίστασης  50Ω μεταξύ εξόδου και φορτίου  η αυτεπαγωγή και η χωρητικότητα είναι μηδενικές  και η τιμή της  είναι  ±J=0 άρα Ζ=R+J0 è Ζ=R è Z=V/I φθάσαμε στον γνωστό νόμο του Ωμ .
Κάνουμε την πρώτη μέτρηση της τάσης V στα σημεία του κυκλώματος που φαίνεται στην φωτογραφία 1 δηλ. χωρίς φορτίο αυτή θα είναι ίση με την τάση της πηγής δηλ. της γεννήτριας του σχήματος γιατί δεν ρέει ρεύμα μέσου της Ζ αυτήν την στιγμή , ανοιχτό κύκλωμα . Κατόπιν συνδέουμε την αντίσταση φορτίου  RL και μετρούμε την τάση VL  στα σημεία που δείχνει το σχήμα . Τώρα έχοντας γνωστές αυτές τις δύο τάσεις την V & VL πάμε να μετατρέψουμε  την εξίσωση του Ωμ και να αντικαταστήσουμε  το ρεύμα Ι ως εξής:  I=V/ (Z+RL)  & VL=RL * I è
VL= RL * V/ (Z+RL)   è Z= RL * ((V – VL) / VL )

 Άρα αν έχουμε μετρήσει π.χ. V = 2 V  &   VL = 1,2 V  & RL =18 Ω , τότε

Ζ = 18 * ((2 – 1,2) / 1,2 ) = 12 Ω , με αυτόν τον τρόπο βρήκαμε ότι σύνθετη αντίσταση της εξόδου της γεννήτριας είναι ίση με 12 Ω άρα εάν η προσαρμογή μας απαιτεί 50 Ω αντίσταση εξόδου τότε τοποθετούμε εν σειρά μια αντίσταση των 50 – 12 = 38 Ω η πιο κοντινή τιμή στο εμπόριο είναι η 39 Ω  και το κύκλωμα μας αποκτάει αντίσταση εξόδου 50Ω, έτσι με αυτόν τον τρόπο μετρούμαι την σύνθετη αντίσταση εξόδου κάποιου κυκλώματος ένας άλλος τρόπος είναι με ένα ποτενσιόμετρο και εξυπηρετεί αυτή η μέθοδος όταν έχουμε να κάνουμε με μεγάλες αντιστάσεις εξόδου .
Χρησιμοποιούμε πάλι το ίδιο κύκλωμα με την φωτογραφία 1 με την διαφορά στην θέση της αντίστασης φορτίου RL  τοποθετούμε ένα ποτενσιόμετρο πολλών στροφών για μεγαλύτερη ακρίβεια της μέτρησης το πόσα ΚΩ θα είναι εξαρτάται από την αντίσταση εξόδου του κυκλώματος . Στο παράδειγμα που θα σας δείξω χρησιμοποίησα ένα ποτενσιόμετρο πολλών στροφών 10Κ για την μέτρηση ενός ταλαντωτή ιδιοκατασκευής . Θα χρησιμοποιήσουμε πάλι   την ίδια εξίσωση   
Z= RL * ((VVL) / VL ) τώρα για να καταλάβετε πως λειτουργεί η μέθοδος με το ποτενσιόμετρο παρατηρήστε καλά την εξίσωση ο σκοπός μας είναι να εξισώσουμε  στην εξίσωση τον όρο ((VVL) / VL ) = 1 για να είναι τότε το Z= RL * 1 è Ζ= RL
Όπου  RL τώρα είναι η αντίσταση του ποτενσιόμετρου. Γεια να συμβεί αυτό πρέπει η τάση V να είναι διπλάσια της VL    εάν συμβεί αυτό τότε ο όρος ((VVL) / VL ) =  1 αντικαθιστώντας το V με VL έχουμε ((2 VL - VL ) / VL  = VL  / VL =1 . Άρα μετρούμε την τάση V χωρίς φορτίο με την βοήθεια ενός παλμογράφου όπως βλέπετε με την παρακάτω φωτογραφία 2

Η τάση V = 6,09 ~ 6 V . Κατόπιν τοποθετούμε το ποτενσιόμετρο και αρχίζουμε να το περιστρέφουμε μέχρι να έχουμε την μισή τάση δηλ. 6 / 2 = 3  όπως φαίνεται και στην παρακάτω φωτογραφία 3

Η τάση VL = 2,97 ~ 3 V. Κατόπιν βγάζουμε από το κύκλωμα το ποτενσιόμετρο και μετρούμε την αντίσταση του με ένα ωμόμετρο αυτήν την αντίσταση που θα μας εμφανίσει το ωμόμετρο θα είναι και η σύνθετη αντίσταση εξόδου του ταλαντωτή που μετρήσαμε αφού η τάση V είναι διπλάσια της VL οπότε Ζ = RL και στην προκειμένη περίπτωση η αντίσταση εξόδου του ταλαντωτή είναι 2,3 ΚΩ όπως φαίνεται και από την φωτογραφία 4


73! de SV1HAG



Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Το blog αυτό είναι αυστηρά τεχνικό ραδιοερασιτεχνικό και είναι δεκτά μόνο σχόλια τεχνικής φύσεως των πειραμάτων ή των κατασκευών που αναρτώνται στο blog . Σχόλια άλλου τύπου διαγράφονται.