Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Расчет амплитуды из закона Ома
- Расчет изменяющихся токов
- Расчет амплитуды от цепи
- Измерьте напряжение с помощью осциллографа
- Преобразовать измерение напряжения в ток
Всякий раз, когда электроны движутся, создается ток. На самом деле, текущие меры этого движения; в частности, это движущийся заряд, деленный на время, необходимое для движения (или, если вы взяли исчисление, это производная заряда по времени). Иногда ток постоянен, как в простой цепи. В других случаях ток меняется с течением времени, как в цепи RLC (цепь с резистором, индуктором и конденсатором). Какой бы ни была ваша схема, вы можете рассчитать амплитуду тока либо по уравнению, либо по непосредственному измерению свойств схемы.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Уравнение тока в цепи с конденсатором или индуктором: I = Asin (Bt + C) или I = Acos (Bt + C), где A, B и C - постоянные.
Расчет амплитуды из закона Ома
Уравнение для тока простой цепи - это закон Ома, I = V ÷ R, где I - ток, V - напряжение, а R - сопротивление. В этом случае амплитуда тока остается неизменной и составляет просто V ÷ R.
Расчет изменяющихся токов
Уравнение тока в цепи с конденсатором или индуктором должно иметь вид I = Asin (Bt + C) или I = Acos (Bt + C), где A, B и C - постоянные.
У вас может быть другое уравнение, которое включает много переменных. В таком случае решите для тока, который должен привести к уравнению в одной из вышеуказанных форм. Независимо от того, выражается ли уравнение в виде синуса или косинуса, коэффициент A является амплитудой тока. (B - угловая частота, а C - фазовый сдвиг.)
Расчет амплитуды от цепи
Настройте вашу схему по желанию и подключите ее параллельно к осциллографу. Вы должны увидеть синусоидальную кривую на осциллографе; сигнал представляет напряжение через цепь.
Измерьте напряжение с помощью осциллографа
Посчитайте количество вертикальных линий сетки, называемых делениями, на осциллографе от центра волны до ее пика. Теперь проверьте настройку «вольт на деление» на осциллографе. Умножьте эту настройку на количество делений, чтобы определить напряжение на пике. Например, если ваш пик на 4 деления выше центра графика, а осциллограф установлен на 5 В на деление, то ваше пиковое напряжение составляет 20 вольт. Это пиковое напряжение является амплитудой напряжения.
Найти угловую частоту волны. Сначала посчитайте количество горизонтальных линий сетки / делений, которые волна принимает, чтобы завершить один период. Проверьте настройку «секунд на деление» на осциллографе и умножьте ее на количество делений, чтобы определить период времени волны. Например, если период равен 5 делениям, а осциллограф установлен на 1 мс на деление, то ваш период равен 5 мс или 0,005 с.
Возьмем обратную величину периода и умножим этот ответ на 2π (π≈3,1416). Это ваша угловая частота.
Преобразовать измерение напряжения в ток
Преобразовать амплитуду напряжения в текущую амплитуду. Уравнение, которое вы используете для преобразования, будет зависеть от того, какие компоненты у вас в схеме. Если у вас есть только генератор и конденсатор, умножьте напряжение на угловую частоту и емкость. Если у вас есть только генератор и индуктор, разделите напряжение на угловую частоту и индуктивность. Более сложные схемы требуют более сложных уравнений.