Pengukuran gelombang dan tegangan

Bentuk kurva tegangan dan arus dianggap praktis sinusoidal, jika salah satu ordinatnya berbeda dari ordinat sinusoid yang sesuai dengan amplitudonya, dengan segmen tidak melebihi 5% amplitudo.

Sinusoidalitas dapat diuji dengan beberapa cara. Dengan menggunakan yang paling sederhana, amati kurva yang diselidiki pada layar osiloskop sinar katoda.

Untuk ini, dua garis sinusoidal yang identik sebelumnya digambar pada layar perangkat atau pada pelat transparan, digeser secara vertikal relatif satu sama lain sebesar 10% dari amplitudonya (Gbr. 1).

Tegangan yang diuji kemudian diterapkan ke input Y dari osiloskop, dan dengan menyesuaikan penguatan pada saluran Y dan periode sapuan, ukur kurva layar sehingga terletak di dalam pita yang dibatasi oleh sinusoid bantu. Jika ini berhasil, maka tegangannya dianggap sinusoidal.

Beras. 1. Kurva bantu untuk menentukan bentuk arus dan tegangan menggunakan osiloskop sinar katoda

Untuk mempertimbangkan cara kedua menentukan sinusoidalitas suatu kurva, kami memperkenalkan beberapa definisi. Seperti yang Anda ketahui, nilai variabel periodik dapat dicirikan oleh nilai efektif, rata-rata, dan maksimum (amplitudo). Jika kuantitas periodik x berubah menurut hukum sinusoidal, maka semua nilainya terkait satu sama lain dengan cara tertentu.

Misalnya, rasio nilai amplitudo dengan nilai efektif, disebut koefisien puncak ka = xm/ x = √2 = 1,41, rasio nilai rata-rata setengah periode dengan nilai amplitudo, disebut koefisien nilai rata-rata kCp = xcp / xm = 2 /π = 0,637 dan terakhir rasio nilai efektif terhadap nilai rata-rata, disebut rasio aspek ke = x / xCp = π / (2√2) = 1,11.

Berfokus pada rasio ini, standar memungkinkan untuk menentukan bentuk sinusoidal dari kurva kuantitas periodik berdasarkan hasil pengukuran simultan dari nilai rata-rata dan efektif. Kurva dianggap hampir sinusoidal jika 1,132> kpj> 1,088.

Karena sebagian besar alat ukur yang digunakan dalam praktik dikalibrasi dalam nilai rata-rata, tidak selalu mungkin untuk mengukur nilai rata-rata dan median secara langsung. Dalam hal ini, nilai yang diselidiki diukur secara bersamaan dengan amplitudo (puncak) dan voltmeter elektrodinamik. Jika perlu untuk menentukan ketiga koefisien yang disebutkan, voltmeter penyearah harus dihubungkan.

Pembacaan voltmeter dan koefisien yang mencirikan sinusoidalitas bentuk terkait dengan rasio berikut: ka = 1,41U1/U2, кf = U2/0,9U3, kcp = 0,673 = U3/U1, di mana U1, U2, U3 — pembacaan voltmeter skala amplitudo, elektrodinamik dan penyearah yang dikalibrasi dalam nilai tegangan sinusoidal rata-rata.

Sebuah contoh. Untuk menentukan bentuk non-sinusoidal dari kurva tegangan belitan sekunder transformator, tegangan fasa diukur secara bersamaan dengan voltmeter amplitudo V3-43, elektrodinamik D-556 dan penyearah Ts4317.

Pembacaan mereka adalah U1 = 76 V, U2 = 61 V, U3 = 59,5 V. Kemudian ka = 1,41 x 76/61 = 1,76, ke = 1,11 x 61 / 59,5 = 1, 14, kcp = 0,637 x 59,5 / 76 = 0,5

Karena fakta bahwa untuk kurva sinusoidal, koefisien ini masing-masing harus 1,41, 1,11 dan 0,637, dapat disimpulkan bahwa tegangan belitan sekunder transformator memiliki bentuk non-sinusoidal. Perhatikan fakta bahwa dengan tegangan sinusoidal, pembacaan ketiga voltmeter harus sama.