Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Berechnung der Amplitude aus dem Ohmschen Gesetz
- Berechnen sich ändernder Ströme
- Berechnung der Amplitude aus einem Stromkreis
- Spannung mit dem Oszilloskop messen
- Spannungsmessung in Strom umwandeln
Immer wenn sich Elektronen bewegen, wird Strom erzeugt. Tatsächlich misst der aktuelle Stand diese Bewegung; Insbesondere ist es die Ladung, die sich geteilt durch die Zeit bewegt, die es braucht, um sich zu bewegen (oder, wenn Sie Kalkül genommen haben, ist es die Ableitung der Ladung in Bezug auf die Zeit). Manchmal ist der Strom konstant, wie bei einer einfachen Schaltung. Zu anderen Zeiten ändert sich der Strom mit der Zeit, wie bei einer RLC-Schaltung (einer Schaltung mit Widerstand, Induktivität und Kondensator). Unabhängig von Ihrer Schaltung können Sie die Amplitude des Stroms entweder aus einer Gleichung oder aus der direkten Messung der Eigenschaften der Schaltung berechnen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die Stromgleichung in einer Schaltung mit einem Kondensator oder einer Induktivität ist I = Asin (Bt + C) oder I = Acos (Bt + C), wobei A, B und C Konstanten sind.
Berechnung der Amplitude aus dem Ohmschen Gesetz
Die Gleichung für den Strom einer einfachen Schaltung lautet Ohmsches Gesetz, I = V V R, wobei I Strom, V Spannung und R Widerstand ist. In diesem Fall bleibt die Amplitude des Stroms gleich und ist einfach V ÷ R.
Berechnen sich ändernder Ströme
Die Stromgleichung in einer Schaltung mit einem Kondensator oder einer Induktivität sollte die Form I = Asin (Bt + C) oder I = Acos (Bt + C) haben, wobei A, B und C Konstanten sind.
Möglicherweise haben Sie eine andere Gleichung, an der viele Variablen beteiligt sind. In einem solchen Fall lösen Sie nach Strom, was eine Gleichung in einer der obigen Formen ergeben sollte. Unabhängig davon, ob die Gleichung als Sinus oder Cosinus ausgedrückt wird, ist der Koeffizient A die Amplitude des Stroms. (B ist die Winkelfrequenz und C ist die Phasenverschiebung.)
Berechnung der Amplitude aus einem Stromkreis
Richten Sie Ihre Schaltung wie gewünscht ein und schließen Sie sie parallel an ein Oszilloskop an. Auf dem Oszilloskop sollte eine Sinuskurve angezeigt werden. Das Signal repräsentiert die Spannung durch den Stromkreis.
Spannung mit dem Oszilloskop messen
Zählen Sie die Anzahl der vertikalen Gitterlinien (Divisionen) auf dem Oszilloskop vom Mittelpunkt der Welle bis zu ihrer Spitze. Überprüfen Sie nun Ihre Einstellung "Volt pro Teilung" am Oszilloskop. Multiplizieren Sie diese Einstellung mit der Anzahl der Teilungen, um die Spannung an der Spitze zu bestimmen. Befindet sich Ihr Peak beispielsweise 4 Divisionen über der Mitte des Diagramms und ist das Oszilloskop auf 5 V pro Division eingestellt, beträgt Ihre Spitzenspannung 20 Volt. Diese Spitzenspannung ist die Spannungsamplitude.
Finden Sie die Winkelfrequenz der Welle. Zählen Sie zuerst die Anzahl der horizontalen Gitterlinien / -teilungen, die die Welle benötigt, um eine Periode zu vervollständigen. Überprüfen Sie die Einstellung "Sekunden pro Division" auf dem Oszilloskop und multiplizieren Sie diese mit der Anzahl der Divisionen, um die Zeitdauer der Welle zu bestimmen. Wenn eine Periode beispielsweise 5 Teilungen umfasst und das Oszilloskop auf 1 ms pro Teilung eingestellt ist, beträgt Ihre Periode 5 ms oder 0,005 s.
Nehmen Sie den Kehrwert der Periode und multiplizieren Sie diese Antwort mit 2π (π≈3.1416). Das ist deine Winkelfrequenz.
Spannungsmessung in Strom umwandeln
Spannungsamplitude in Stromamplitude umrechnen. Die Gleichung, die Sie für die Konvertierung verwenden, hängt davon ab, über welche Komponenten Sie in Ihrer Schaltung verfügen. Wenn Sie nur einen Generator und einen Kondensator haben, multiplizieren Sie die Spannung mit der Winkelfrequenz und der Kapazität. Wenn Sie nur einen Generator und eine Induktivität haben, teilen Sie die Spannung durch die Winkelfrequenz und durch die Induktivität. Kompliziertere Schaltungen erfordern kompliziertere Gleichungen.