Măsurarea formei de undă și a tensiunii
Forma curbelor de tensiune și curent este considerată practică sinusoidal, dacă oricare dintre ordonatele sale diferă de ordonata corespunzătoare a unei sinusoide egale cu aceasta ca amplitudine, cu un segment care nu depășește 5% din amplitudine.
Sinusoidalitatea poate fi testată în mai multe moduri. Folosind cele mai simple dintre ele, observați curba investigată pe ecranul unui osciloscop cu raze catodice.
Pentru aceasta, pe ecranul dispozitivului sau pe o placă transparentă sunt desenate anterior două linii sinusoidale identice, deplasate vertical una față de alta cu 10% din amplitudinea lor (Fig. 1).
Tensiunea testată este apoi aplicată la intrarea Y a osciloscopului și, prin ajustarea câștigului pe canalul Y și a perioadei de baleiaj, măriți curba ecranului astfel încât să se încadreze în banda limitată de sinusoidele auxiliare. Dacă acest lucru reușește, atunci tensiunea este considerată practic sinusoidală.
Orez. 1. Curbe auxiliare pentru determinarea formei curentului și tensiunii folosind un osciloscop cu raze catodice
Pentru a lua în considerare a doua modalitate de determinare a sinusoidității unei curbe, introducem câteva definiții. După cum știți, valoarea unei variabile periodice poate fi caracterizată prin valorile efective, medii și maxime (amplitudine). Dacă mărimea periodică x se modifică conform unei legi sinusoidale, atunci toate valorile sale sunt legate între ele într-un anumit mod.
De exemplu, raportul dintre valoarea amplitudinii și valoarea efectivă, numit coeficientul de creastă ka = xm/ x = √2 = 1,41, raportul dintre valoarea medie pentru o jumătate de perioadă și valoarea amplitudinii, numit coeficientul valorii medii kCp = xcp / xm = 2 /π = 0,637 și în final raportul dintre valoarea efectivă și valoarea medie, numit raport de aspect ke = x / xCp = π / (2√2) = 1,11.
Concentrându-se pe aceste rapoarte, standardul permite determinarea formei sinusoidale a curbei unei mărimi periodice pe baza rezultatelor măsurării simultane a valorilor medii și efective. Curba este considerată aproape sinusoidală dacă 1,132> kph> 1,088.
Datorită faptului că majoritatea instrumentelor de măsurare utilizate în practică sunt calibrate în valori medii, nu este întotdeauna posibilă măsurarea directă a valorilor medii și mediane. În acest caz, valoarea investigată este măsurată simultan prin voltmetre de amplitudine (vârf) și electrodinamice. Dacă este necesar să se determine toți cei trei coeficienți numiți, trebuie conectat un voltmetru redresor.
Citirile voltmetrului și coeficienții care caracterizează sinusoidalitatea formei sunt legate de următoarele rapoarte: ka = 1,41U1/ U2, кf = U2/0,9U3, kcp = 0,673 = U3/ U1, unde U1, U2, U3 — citiri ale voltmetrelor de amplitudine, electrodinamice și redresoare calibrate în valori medii ale tensiunii sinusoidale.
Un exemplu. Pentru a determina forma nesinusoidală a curbei de tensiune a înfășurării secundare a transformatorului, tensiunea de fază se măsoară simultan cu voltmetrele V3-43, electrodinamice D-556 și redresor Ts4317.
Citirile lor au fost U1 = 76 V, U2 = 61 V, U3 = 59,5 V. Atunci ka = 1,41 x 76/61 = 1,76, ke = 1,11 x 61 / 59,5 = 1, 14, kcp = 0,637 x 59,5 / .
Datorită faptului că pentru o curbă sinusoidală, acești coeficienți ar trebui să fie 1,41, 1,11 și, respectiv, 0,637, se poate concluziona că tensiunea înfășurării secundare a transformatorului are o formă nesinusoidală. Acordați atenție faptului că, cu o tensiune sinusoidală, citirile tuturor celor trei voltmetre ar trebui să fie egale.