Mp3 प्लेयर के साथ कैपेसिटर या इंडक्टर को कैसे मापें: 9 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

यहां एक सरल तकनीक है जिसका उपयोग महंगे उपकरण के बिना संधारित्र और प्रारंभ करनेवाला के समाई और अधिष्ठापन को ठीक से मापने के लिए किया जा सकता है। मापन तकनीक संतुलित पुल पर आधारित है, और इसे सस्ते प्रतिरोधों से आसानी से बनाया जा सकता है। यह माप तकनीक न केवल समाई मान से अधिक मापती है, बल्कि एक ही समय में संधारित्र के प्रभावी श्रृंखला प्रतिरोध को भी मापती है।

आवश्यक घटक:

1. कुछ परिवर्तनशील प्रतिरोधक

2. एक एमपी3 प्लेयर

3. एक मल्टीमीटर

4. मूल्य निकालने के लिए एक कैलकुलेटर

चरण 1: पृष्ठभूमि सिद्धांत का एक सा

परियोजना के परिचय के रूप में, आइए जानें कि LCR ब्रिज क्या है और इसे बनाने में क्या लगता है

एक। यदि आप केवल LCR ब्रिज बनाना चाहते हैं, तो इन चरणों को छोड़ दें।

LCR ब्रिज की कार्यप्रणाली को समझने के लिए, यह बात करना आवश्यक है कि एक एसी सर्किट में कैपेसिटर, रेसिस्टर और इंडक्टर्स कैसे व्यवहार करते हैं। अपनी ECE101 पाठ्यपुस्तक को धूल चटाने का समय। समूह के तत्वों को समझने के लिए प्रतिरोधी सबसे आसान है। एक आदर्श रोकनेवाला उसी तरह व्यवहार करता है जब एक डीसी करंट पास होता है, हालांकि रेसिस्टर तब होता है जब एक एसी करंट पास होता है। यह प्रवाहित होने वाली धारा को प्रतिरोध प्रदान करता है, हालांकि ऐसा करने में यह ऊर्जा को नष्ट कर देता है। वर्तमान, वोल्टेज और प्रतिरोध के बीच सरल संबंध है:

आर = मैं / वी

दूसरी ओर एक पूर्ण संधारित्र, एक शुद्ध ऊर्जा भंडारण उपकरण है। यह किसी भी ऊर्जा को नष्ट नहीं करता है जो इसके माध्यम से गुजरती है। बल्कि, जैसा कि एक संधारित्र टर्मिनल पर एक एसी वोल्टेज लागू किया जाता है, वर्तमान प्रवाह हालांकि संधारित्र को संधारित्र से जोड़ने और हटाने के लिए वर्तमान प्रवाह की आवश्यकता होती है। नतीजतन, वर्तमान प्रवाह हालांकि संधारित्र अपने टर्मिनल वोल्टेज की तुलना में चरण से बाहर है। वास्तव में, यह अपने टर्मिनल पर वोल्टेज से हमेशा 90 डिग्री आगे होता है। इसका प्रतिनिधित्व करने का सरल तरीका काल्पनिक संख्या (जे) का उपयोग है:

वी (-जे) (1 / सी) = मैं

संधारित्र के समान, प्रारंभ करनेवाला एक शुद्ध ऊर्जा भंडारण उपकरण है। संधारित्र के लिए एक सटीक प्रशंसा के रूप में, प्रारंभ करनेवाला चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है, हालांकि प्रारंभ करनेवाला, ऐसा करने में अपने टर्मिनल वोल्टेज को समायोजित करता है। इस प्रकार, प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से बहने वाला प्रवाह टर्मिनल वोल्टेज से 90 डिग्री आगे है। इसके टर्मिनल में वोल्टेज और वर्तमान संबंध का प्रतिनिधित्व करने वाला समीकरण है:

वी (जे) (एल) = मैं

चरण 2: अधिक सिद्धांत

संक्षेप में, हम यहां दिखाए गए एक ही वेक्टर आरेख पर रोकनेवाला वर्तमान (आईआर), प्रारंभ करनेवाला वर्तमान (Ii) और संधारित्र वर्तमान (आईसी) खींच सकते हैं।

चरण 3: अधिक सिद्धांत

सही कैपेसिटर और इंडक्टर्स के साथ एक आदर्श दुनिया में, आपको एक शुद्ध ऊर्जा भंडारण उपकरण मिलता है।

हालांकि, वास्तविक दुनिया में, कुछ भी सही नहीं है। ऊर्जा भंडारण उपकरण के प्रमुख गुणों में से एक, यह एक संधारित्र, एक बैटरी या एक पंप भंडारण उपकरण हो सकता है, भंडारण उपकरण की दक्षता है। प्रक्रिया के दौरान कुछ मात्रा में ऊर्जा हमेशा खो जाती है। संधारित्र या प्रारंभ करनेवाला में, यह उपकरण का पैरासीडिक प्रतिरोध है। एक संधारित्र में, इसे अपव्यय कारक कहा जाता है, और एक प्रारंभ करनेवाला में, इसे गुणवत्ता कारक कहा जाता है। इस नुकसान को मॉडल करने का एक त्वरित तरीका एक पूर्ण संधारित्र या प्रारंभ करनेवाला की श्रृंखला में एक श्रृंखला प्रतिरोध जोड़ना है। इस प्रकार, एक वास्तविक जीवन संधारित्र श्रृंखला में एक पूर्ण प्रतिरोधक और एक पूर्ण संधारित्र की तरह दिखता है।

चरण 4: व्हीटस्टोन ब्रिज

एक ब्रिज में कुल चार प्रतिरोधक तत्व होते हैं। एक संकेत स्रोत भी है और a

पुल के केंद्र में मीटर। जिस तत्व पर हमारा नियंत्रण है वह प्रतिरोधक तत्व है। प्रतिरोधक पुल का मुख्य कार्य पुल में प्रतिरोधों का मिलान करना है। जब एक पुल संतुलित होता है, जो इंगित करता है कि रोकनेवाला R11 R12 से मेल खाता है और R21 R22 से मेल खाता है, तो केंद्र में मीटर पर आउटपुट शून्य हो जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि वर्तमान प्रवाह हालांकि R11 R12 से बहता है और वर्तमान प्रवाह हालांकि R21 R22 से बहता है। तब मीटर के बाईं ओर और मीटर के दाईं ओर के बीच वोल्टेज समान होगा।

पुल की सुंदरता सिग्नल स्रोत का स्रोत प्रतिबाधा है और मीटर की रैखिकता माप को प्रभावित नहीं करती है। यहां तक कि अगर आपके पास एक सस्ता मीटर है जो माप करने के लिए बहुत अधिक करंट लेता है (जैसे, एक पुरानी सुई प्रकार का एनालॉग मीटर), यह तब भी यहां एक अच्छा काम करता है जब तक कि यह आपको यह बताने के लिए पर्याप्त संवेदनशील है कि कोई करंट नहीं है हालांकि मीटर बह रहा है। यदि सिग्नल स्रोत में पर्याप्त आउटपुट प्रतिबाधा है, तो आउटपुट वोल्टेज में गिरावट वर्तमान के कारण होती है, हालांकि पुल का पुल के बाईं ओर पुल के दाईं ओर समान प्रभाव होता है। शुद्ध परिणाम खुद को रद्द कर देता है और पुल अभी भी सटीकता की उल्लेखनीय डिग्री के प्रतिरोध से मेल खा सकता है।

पर्यवेक्षक पाठक देख सकते हैं कि यदि R11 R21 के बराबर है और R12 R22 के बराबर है, तो ब्रिज भी संतुलित हो जाएगा। यह वह मामला है जिस पर हम यहां विचार नहीं करने जा रहे हैं, इसलिए हम इस मामले पर आगे चर्चा नहीं करेंगे।

चरण 5: प्रतिरोधों के बजाय एक प्रतिक्रियाशील तत्व के बारे में कैसे?

इस उदाहरण में, Z11 के Z12 से मेल खाने पर ब्रिज संतुलित हो जाएगा। डिजाइन को सरल रखते हुए, पुल के दाईं ओर प्रतिरोधों का उपयोग करके बनाया गया था। एक नई आवश्यकता यह है कि सिग्नल स्रोत एक एसी स्रोत होना चाहिए। उपयोग में आने वाला मीटर भी एसी करंट का पता लगाने में सक्षम होना चाहिए। Z11 और Z12 कोई भी प्रतिबाधा स्रोत, संधारित्र, प्रारंभ करनेवाला, रोकनेवाला या तीनों का संयोजन हो सकता है।

अब तक सब ठीक है। यदि आपको पूरी तरह से कैलिब्रेटेड कैपेसिटर और इंडक्टर्स का एक बैग मिला है, तो अज्ञात डिवाइस के मूल्य का पता लगाने के लिए पुल का उपयोग करना संभव होगा। हालांकि, यह वास्तव में समय लेने वाला और महंगा होगा। इससे बेहतर उपाय यह है कि कुछ तरकीबों के साथ सही संदर्भ उपकरण का अनुकरण करने का तरीका खोजा जाए। यह वह जगह है जहां एमपी 3 प्लेयर तस्वीर में आता है।

याद रखें कि करंट प्रवाहित होता है, हालांकि एक कैपेसिटर हमेशा अपने टर्मिनल वोल्टेज से 90 डिग्री आगे होता है? अब, यदि हम परीक्षण के तहत डिवाइस के टर्मिनल वोल्टेज को ठीक कर सकते हैं, तो हमारे लिए एक करंट लगाना संभव होगा जो पहले से 90 डिग्री हो और एक कैपेसिटर के प्रभाव का अनुकरण करें। ऐसा करने के लिए, हमें पहले एक ऑडियो फ़ाइल बनानी होगी जिसमें दो साइन तरंगें हों और दो तरंगों के बीच 90 डिग्री का चरण अंतर हो।

चरण 6: हम जो जानते हैं उसे एक पुल में डालना

इस तरंग फ़ाइल को एमपी3 प्लेयर में अपलोड करना या इसे सीधे पीसी से वापस चलाना, बायां और दायां चैनल समान आयाम के साथ दो साइन तरंग उत्पन्न करता है। इस बिंदु से, मैं सादगी के लिए उदाहरण के रूप में संधारित्र का उपयोग करने जा रहा हूं। हालाँकि, यही सिद्धांत इंडक्टर्स पर भी लागू होता है, सिवाय इसके कि उत्साहित सिग्नल को इसके बजाय 90 डिग्री लैगिंग की आवश्यकता होती है।

आइए पहले परीक्षण के तहत पुल को फिर से तैयार करें, जिसे एक पूर्ण अवरोधक के साथ श्रृंखला में एक पूर्ण संधारित्र द्वारा दर्शाया गया है। सिग्नल स्रोत को भी दो सिग्नलों में विभाजित किया जाता है, जिसमें एक सिग्नल चरण दूसरे सिग्नल के संदर्भ में 90 डिग्री से स्थानांतरित हो जाता है।

अब, यहाँ डरावना हिस्सा है। हमें उस गणित में उतरना होगा जो इस सर्किट के काम करने का वर्णन करता है। सबसे पहले, आइए मीटर के दायीं ओर वोल्टेज को देखें। डिज़ाइन को सरल बनाने के लिए, समान होने के लिए दाईं ओर के रोकनेवाला का चयन करना सबसे अच्छा है, इसलिए Rm = Rm और Vmr पर वोल्टेज Vref का आधा है।

वीएमआर = वीआरईएफ / 2

अगला, जब पुल संतुलित होता है, तो मीटर के बाईं ओर और मीटर के दाईं ओर वोल्टेज बिल्कुल बराबर होगा, और चरण भी बिल्कुल मेल खाएगा। इस प्रकार, Vml भी Vref का आधा है। इसके साथ, हम लिख सकते हैं:

वीएमएल = वीआरईएफ / 2 = वीसीसी + वीआरसी

आइए अब R90 और R0 के बावजूद प्रवाहित होने वाली धारा को लिखने का प्रयास करें:

Ir0 = (Vref / 2) x (1 / Ro)

Ir90 = (Vz - (Vref / 2)) / (R90)

इसके अलावा, परीक्षण के तहत डिवाइस के प्रवाह के बावजूद प्रवाह है:

आईसी = आईआर0 + आईआर 90

अब, मान लें कि परीक्षण के तहत डिवाइस एक संधारित्र है और हम चाहते हैं कि Vz 90 डिग्री से Vref का नेतृत्व करे, और to

गणना को सरल बनाएं, हम Vz और Vref के वोल्टेज को 1V तक सामान्य कर सकते हैं। हम तब कह सकते हैं:

वीजेड = जे, वीआरईएफ = 1

Ir0 = Vref / (2 x Ro) = Ro / 2

आईआर९० = (जे - ०.५) / (आर ९०)

सभी एक साथ:

आईसी = वीएमएल / (-जे एक्ससी + आरसी)

-जे एक्ससी + आरसी = (0.5 / आईसी)

जहाँ Xc पूर्ण धारिता Cc का प्रतिबाधा है।

इस प्रकार, ब्रिज को संतुलित करके और R0 और R90 के मान का पता लगाकर, परीक्षण Ic के तहत डिवाइस के माध्यम से कुल करंट की गणना करना आसान है। हम जिस अंतिम समीकरण पर पहुंचे, उसका उपयोग करें, हम पूर्ण समाई के प्रतिबाधा और श्रृंखला प्रतिरोध की गणना कर सकते हैं। संधारित्र प्रतिबाधा और लागू संकेत की आवृत्ति को जानकर, परीक्षण के तहत डिवाइस की समाई का पता लगाना आसान है:

एक्ससी = 1 / (2 एक्स π एफ सी)

चरण 7: संधारित्र या प्रारंभ करनेवाला का मान मापने का चरण

1. पीसी या एमपी3 प्लेयर का उपयोग करके वेव फ़ाइल चलाएं।

2. एमपी3 प्लेयर के आउटपुट को ऊपर दिखाए गए वायरिंग आरेख के रूप में कनेक्ट करें, यदि आप प्रारंभ करनेवाला माप रहे हैं तो बाएं और दाएं चैनल से कनेक्शन स्वैप करें।

3. मल्टीमीटर कनेक्ट करें और एसी वोल्टेज पर माप सेट करें।

4. ऑडियो क्लिप चलाएं और ट्रिम पॉट को तब तक एडजस्ट करें जब तक कि वोल्टेज रीडिंग कम से कम न हो जाए। शून्य के जितना करीब होगा, माप उतना ही सटीक होगा।

5. परीक्षण के तहत डिवाइस (डीयूटी) और एमपी3 प्लेयर को डिस्कनेक्ट करें।

6. मल्टीमीटर लेड को R90 पर ले जाएँ और माप को प्रतिरोध पर सेट करें। मान नापें। 7. R0 के लिए भी ऐसा ही करें।

8. या तो कैपेसिटर/प्रेरक मान की मैन्युअल रूप से गणना करें, या मूल्य को हल करने के लिए आपूर्ति की गई ऑक्टेव/मैटलैब स्क्रिप्ट का उपयोग करें।

चरण 8: ब्रिज को संतुलित करने के लिए वेरिएबल रेसिस्टर के लिए आवश्यक अनुमानित प्रतिरोध की एक तालिका

चरण 9: धन्यवाद

इस निर्देश को पढ़ने के लिए धन्यवाद। यह एक वेबपेज का ट्रांसक्रिप्शन था जिसे मैंने 2009 में लिखा था