Mjerenje valnog oblika i napona
Oblik krivulja napona i struje smatra se praktičnim sinusoidalni, ako se bilo koja od njegovih ordinata razlikuje od odgovarajuće ordinate sinusoide koja joj je jednaka po amplitudi, sa segmentom koji ne prelazi 5% amplitude.
Sinusoidalnost se može ispitati na nekoliko načina. Koristeći najjednostavniji od njih, promatrajte istraživanu krivulju na ekranu katodnog osciloskopa.
Za to su dvije identične sinusne linije prethodno nacrtane na ekranu uređaja ili na prozirnoj ploči, pomaknute okomito jedna u odnosu na drugu za 10% njihove amplitude (slika 1).
Napon koji se ispituje tada se primjenjuje na Y ulaz osciloskopa, a podešavanjem pojačanja na Y kanalu i perioda prelaska, odredite veličinu krivulje zaslona tako da leži unutar pojasa ograničenog pomoćnim sinusoidama. Ako to uspije, smatra se da je napon praktički sinusoidan.
Riža. 1. Pomoćne krivulje za određivanje oblika struje i napona pomoću katodnog osciloskopa
Da bismo razmotrili drugi način određivanja sinusoidalnosti krivulje, uvodimo nekoliko definicija. Kao što znate, vrijednost periodične varijable može se karakterizirati efektivnom, prosječnom i maksimalnom (amplitudom) vrijednosti. Ako se periodična veličina x mijenja prema sinusoidnom zakonu, tada su sve njezine vrijednosti međusobno povezane na određeni način.
Na primjer, omjer vrijednosti amplitude i efektivne vrijednosti, koji se naziva vršni koeficijent ka = xm/ x = √2 = 1,41, omjer prosječne vrijednosti za pola razdoblja i vrijednosti amplitude, koji se naziva koeficijent prosječne vrijednosti kCp = xcp / xm = 2 /π = 0,637 i konačno omjer efektivne vrijednosti i prosječne vrijednosti, koji se naziva omjer širine i visine ke = x / xCp = π / (2√2) = 1,11.
Usredotočujući se na ove omjere, standard omogućuje određivanje sinusoidnog oblika krivulje periodične veličine na temelju rezultata istovremenog mjerenja prosječne i efektivne vrijednosti. Krivulja se smatra gotovo sinusoidnom ako je 1,132> kph> 1,088.
Zbog činjenice da je većina mjernih instrumenata koji se koriste u praksi baždarena u prosječnim vrijednostima, nije uvijek moguće izravno izmjeriti srednje i srednje vrijednosti. U tom slučaju, ispitivana vrijednost se mjeri istovremeno amplitudnim (vršnim) i elektrodinamičkim voltmetrom. Ako je potrebno odrediti sva tri navedena koeficijenta, potrebno je priključiti ispravljački voltmetar.
Očitanja voltmetra i koeficijenti koji karakteriziraju sinusoidalnost oblika povezani su sa sljedećim omjerima: ka = 1,41U1/ U2, kf = U2/0,9U3, kcp = 0,673 = U3/ U1, gdje U1, U2, U3 — očitanja amplitudnih, elektrodinamičkih i ispravljačkih voltmetara kalibriranih u srednjim sinusoidnim vrijednostima napona.
Primjer. Da bi se odredio nesinusoidni oblik krivulje napona sekundarnog namota transformatora, fazni napon se mjeri istodobno s amplitudom V3-43, elektrodinamičkim D-556 i ispravljačkim voltmetrima Ts4317.
Njihova očitanja bila su U1 = 76 V, U2 = 61 V, U3 = 59,5 V. Tada je 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
Zbog činjenice da bi za sinusoidnu krivulju ovi koeficijenti trebali biti 1,41, 1,11 odnosno 0,637, može se zaključiti da napon sekundarnog namota transformatora ima nesinusoidalni oblik. Obratite pozornost na činjenicu da kod sinusoidnog napona očitanja sva tri voltmetra trebaju biti jednaka.