用示波器探頭來測試電感的飽和電流的方法

以下是使用示波器探頭測試電感飽和電流的方法：

一、直流偏置與小交流信號(hào)疊加法

1.電路搭建

將直流電源、限流電阻、電感串聯(lián)起來形成一個(gè)回路。在電感兩端并聯(lián)一個(gè)示波器探頭，并且在電路中串聯(lián)一個(gè)小阻值的采樣電阻(例如0.1Ω)。

連接函數(shù)發(fā)生器，使其與電感串聯(lián)，用于疊加一個(gè)小交流信號(hào)(例如頻率為1kHz、峰 - 峰值為100mV的正弦波信號(hào))。

2.測量原理

根據(jù)電感的電壓 - 電流關(guān)系公式。在直流偏置電流逐漸增加的過程中，通過疊加的小交流信號(hào)來測量電感的電感值變化。

對(duì)于小交流信號(hào)，電感的阻抗是電感兩端小交流信號(hào)的電壓， Iac 是通過電感的小交流信號(hào)電流(可通過串聯(lián)采樣電阻上的小交流信號(hào)電壓計(jì)算得到)。又因?yàn)閆=wL(w=2πf，f是小交流信號(hào)的頻率)，所以可以計(jì)算出電感值。

3.操作步驟

首先，將直流電源的輸出電流設(shè)置為一個(gè)較小的值，例如10mA。

使用示波器測量電感兩端小交流信號(hào)的電壓 V ac 以及串聯(lián)采樣電阻上的小交流信號(hào)電壓VR ac，根據(jù)（R 為采樣電阻阻值)計(jì)算出 I ac，進(jìn)而計(jì)算出

緩慢增加直流電源的輸出電流，每次增加一定的值(如5mA)，重復(fù)上述測量和計(jì)算過程。

隨著直流電流的增加，當(dāng)計(jì)算得到的電感值L 開始明顯下降時(shí)，此時(shí)的直流電流值就是電感的飽和電流。示波器在這個(gè)過程中主要是用來準(zhǔn)確測量小交流信號(hào)的電壓V ac。

二、交流大信號(hào)法

1.電路搭建

使用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)交流信號(hào)，將其通過一個(gè)功率放大器(如果需要較大功率驅(qū)動(dòng)電感)后施加到電感上。在電感兩端并聯(lián)示波器探頭測量電壓，串聯(lián)一個(gè)小電阻(用于測量電流)。

2.測量原理

當(dāng)給電感施加交流大信號(hào)時(shí)，隨著信號(hào)幅度的增加，電感會(huì)逐漸進(jìn)入飽和狀態(tài)。正常情況下，電感中的電流i=Imsin(wt)，電感兩端電壓，電流和電壓的相位差為90°。

當(dāng)電感進(jìn)入飽和狀態(tài)時(shí)，電感值下降，電流和電壓之間的關(guān)系不再遵循上述線性關(guān)系，電流波形會(huì)發(fā)生畸變，不再是正弦波形狀。

3.操作步驟

開始時(shí)，設(shè)置函數(shù)發(fā)生器輸出一個(gè)較小幅度的交流信號(hào)(例如峰 - 峰值為1V的正弦波)，觀察示波器上電感兩端的電壓波形 V(t) 和串聯(lián)電阻上的電壓波形V R(t) 根據(jù)V R(t) 可以計(jì)算電流波形為串聯(lián)電阻阻值)。

逐漸增加函數(shù)發(fā)生器輸出信號(hào)的幅度，每次增加一定的值(如0.5V)。

當(dāng)示波器上顯示的電流波形開始出現(xiàn)明顯畸變(不再是正弦波形狀)時(shí)，根據(jù)此時(shí)電感兩端電壓的有效值V{rms}和電流的有效值I{rms}(通過串聯(lián)電阻上電壓有效值計(jì)算)，由得到的電流值即為飽和電流的近似值。示波器在這里主要用于觀察電壓和電流波形的變化情況。

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審核編輯 黃宇