Hallo liebe Freunde, und zwar befinde ich mich im moment in einer Versuchreihe um herauszufinden, wie man wohl am praktischsten die Induktivität einer Spule messen kann. Folgender Ansatz: Z=(R^2-Xl^2)^0.5 Z=(R^2-(omega*L)^2)^0.5 Das alles dann umformen nach L L=((Z^2-R^2)^0.5)/(2*pi*f) mit Z=U/I Das alles habe ich in Power Cassy einporgrammiert. Vorher habe ich den ohmschen Widerstand der Spule gemessen und der betrug 3,8Ohm also habe ich direkt 14,44 für das R^2 eingesetzt. Jetzt bin ich gerade dabei das Gerät durchmessen zu lassen. Ich habe den befehl gegeben für alle ganzzahligen Frequenzen zwischen 100Hz und 5000Hz einmal eine solche Messung durchzuführen. Hat dafür jetzt knapp 3 stunden gebraucht und ganz fertig ist er auch noch nicht und hier ist was dabei heraus kam. So im bereich von 500-2000Hz etwa passt alles und es ist schon konstant aber danach komm ich gar nicht mehr klar. Kann das allein aus Messungenauigkeiten vom Gerät kommen?! Die ganze Schaltung ist ja nur 2 kabel die die Spule und das Gerät miteinander verbinden. Außerdem habe ich die Angabe vom Hersteller herausgesucht: 5% Abweichung + 0.5% der oberen Messgrenze. Je höher also die Frequenz ist, desto ungenauer. Aber sooo start und so ungenau?! Ich finde keine Erklärung dafür. Rot ist die Induktivität, welche Konstant sein sollte. Anfang und Ende sind da sehr komisch... Schwarz ist der Strom. Warum wird der Widerstand der Spule bei immer höher werdenden Frequenzen so "hoppelig" ? Hat da jemand eine Ahnung. Immerhin heißt es ja Xl=omega*L lässt also kein Spielraum mit anderen Variablen, zumindest auf dem ersten Blick behaupte ich mal.
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Hallo Anas, > Warum wird der Widerstand der Spule bei immer > höher werdenden Frequenzen so "hoppelig" ? Das ist die Eigenresonanz der Spule. Gruss Klaus.
kannst du das vielleicht genauer erklären?! Das wäre echt hilfreich.
Anas Ayad schrieb: > Die ganze Schaltung ist ja nur 2 kabel die die Spule und das Gerät > miteinander verbinden. der Schein trügt - "nur" 2 Kabeln sind es nicht. Zwischen den Kabeln gibt es Streukapazität. Auch Spule ist ungleich Spule. Zwischen den Windungen gibt es ebenfalls Streukapazität. Das heisst es ist kein ideales L was du vor dir hast, sondern eine RLC Kombination. Dafür brauchst du ein Ersatzschaltbild. Dominieren L und C in Serie, gibt es eine Frequenz bei der Z gegen 0 geht. Scheint so, als ist das dein Fall.
http://www.analog.com/en/rfif-components/direct-digital-synthesis-dds/ad5933/products/product.html hol dir so ein Ding, damit lässt sich ein Sweep schneller als du derzeit machst realisieren
Schon mal witzig, zu glauben, dass hier jeder Power Cassy kennt. Wenn das Ding Stunden für eine poplige Impedanzermittlung braucht, möchte man das Ding auch nicht kennen... Wenn du dir jetzt mal Gedanken darüber machst, was so eine "programmierbare Spannungs- oder Stromquelle (Leistungsfunktionsgenerator) mit integrierter Strom- oder Spannungsmessung" an realen Bauelementen macht und erkennt, bist du schon einen Schritt weiter. Hat so eine Spule vielleicht auch (ungewollte) Kondensator-Eigenschaften?
Der Anfang sieht doof aus, weil das Gerät erst ab 50 Hz ordentlich misst, das "Ende" sind Effekte der Tatsache, dass keine ideale Spule vorliegt.
Hallo, miss doch mal nur einen Widerstand. Vielleicht kommt das komische Verhalten nur durch das Messgerät. MfG egonotto
Zwei Dinge: @ egonotto: Das habe ich auch schon vorher gemacht. Ich hatte da einen ähnlichen Gedankenansatz. Der Widerstand verändert sich schon "stark". Es war ein 47Ohm widerstand, welcher bei höher werdenden Frequenzen bis auf +1 Ohm hochgegangen ist. @Daniel: kann gut sein aber so technisch begabt bin ich jetzt auch nicht... Auch wenn ich es seehr gerne wäre. @Daniel nochmal: Undzwar besteht ein andere Teil meiner Arbeit daraus die Resonsanzfrequenz zu messen wo Z nur noch gleich R ist. Ich habe die gleiche Spule auch mal mit einen 1*10^-6 F Kondensator in eine RLC Reihenschaltung eingebunden und dann f0 ermittelt. Lag bei 2377Hz. Jetzt aber verstehe ich diese seeehr ungenaue verhalten nicht wirklich. Der f-Z-Graph macht nämlich auch solche Hügelchen. Zudem heißt es ja für Xc=1/(omega*C) also, dass bei höheren Frequenzen das Xc ingesamt zu null tendiert, aber bei mir scheint, dass genau umgekehrt der Fall zu sein. Weil das Verhalten ist ja schon echt regelmäßig in dem Sinne, dass die Amplituder der Hügel immer weiterwächst.
Anas Ayad schrieb: > Folgender Ansatz: > > Z=(R^2-Xl^2)^0.5 Z = R + jwL Z*Z° = abs(Z)^2 = R^2 + (wL)^2 Z° ist konjugierte von Z abs(Z) ist Betrag von Z L = sqrt(abs(Z)^2 - R^2)/w du hast ein Vorzeichenfehler oben > Z=(R^2-(omega*L)^2)^0.5 > > Das alles dann umformen nach L > > L=((Z^2-R^2)^0.5)/(2*pi*f) mit Z=U/I das Ergebnis ist am Ende richtig > Das alles habe ich in Power Cassy einporgrammiert. Vorher habe ich den > ohmschen Widerstand der Spule gemessen und der betrug 3,8Ohm also habe > ich direkt 14,44 für das R^2 eingesetzt. > > Jetzt bin ich gerade dabei das Gerät durchmessen zu lassen. > > Ich habe den befehl gegeben für alle ganzzahligen Frequenzen zwischen > 100Hz und 5000Hz einmal eine solche Messung durchzuführen. Hat dafür > jetzt knapp 3 stunden gebraucht und ganz fertig ist er auch noch nicht > und hier ist was dabei heraus kam. wie wird die Frequenz geschaltet? Springt die Phase hart? wenn ja, dürfen U und I erst nach abklingen des Sprunges gemessen werden. Wie misst du U und I? Das sind ja die Amplituden und keine Momentanwerte. AD5933 hat intern DDS über die ein Sweep erzeugt wird. Das Ding misst nicht nur Amplituden, sondern auch die Phasenverschiebung. Damit können komplexe Widerstände gemessen werden. Von AnalogDevices gibt es ein Kit dazu. Eventuell kommt es in Frage für dich. Ist es eine Arbeit für die Schule?
Bei mir kann ich auch die Phasenverschiebung anzeigen lassen genau so wie Z und P und alles mögliche sich ergebende. Für den Vorzeichenfehler entschuldige ich mich aber ich glaub du wusstest schon was ich meinte. Gemessen wird wie folgt: Messdauer ist immer etwa 2 sekunden pro Frequenz. Am Anfang etwas mehr: Der Formelbefehl dafür war schon in einem Beispiel vom Programmm enthalten und deswegen habe ich das einfach übernommen. es heißt, dass die Messdauer immer 2/f + 2 ist. also immer mindestens 2 Sekunden und Ich hatte auch schon überlegt ob es die Einschwingzeit sein könnte, weshalb dieser Verlauf zustande kommt, aber ich hab auch mal mit 20 sekunden pro Messungen einige Werte erstellen lassen und da kam das gleiche heraus. Bei sowohl U als auch I misst er immer die Effektivwerte genommen. Ach ja und was mir ach aufgefallen ist, dass phi nicht zu 90° tendiert sondern nur zu 85° EGAL wie viel höher die Frequenz ist, welche zur zeit angelegt ist. Auch wundere ich mich etwas. Kann es daran liegen?
Ach ja und die Arbeit ist für Schule. Ist meine Facharbeit in Physik LK :) Soweit läufts ganz ok... Aber ein bisschen Stress kommt jetzt doch auf, weil Freitag Abgabe ist. Ich hoffe mein 1+ halten zu können
Wenn man wie hier falsche Messwerte bekommt, dann sollte man als erstes mal prüfen ob überhaupt die programmierte Spannung am Prüfobjekt anliegt. Dazu brauchst du nur ein Oszilloskop. Das steht bei euch bestimmt rum. Schau dir damit die Amplitude der Sinusschwingung bei verschiedenen Frequenzen an. Soviel steht fest, deine komischen Messwerte kommen nicht von den Eigenschaften der Spule.
1 Analoger Ausgang (PWM-Ausgang) (pulsweitenmoduliert, schaltbare Spannungsquelle, Schalt- anzeige mit LED, z. B. für Haltemagnet oder Experimentversorgung) Spannung variabel: max. 16 V / 200 mA (Last ≥ 80 Ω) PWM-Bereich: 0 % (aus), 5-95 % (1 % Auflösung), 100 % (an) PWM-Frequenz: 100 Hz ^^^^^^
So. Ich habe leider kein Oszilloskop zur Hand gehabt und konnte leider nicht mehr nachmessen, woher diese vergleichsweise große Störung herkommt. Hat echt keine eine Idee woher das kommen könnte?! Sicherlich hat die Spule eine Eigenresonanz aber soweit kann sich das doch nicht darauf auswirken und wir sowieso keine Weges eine Ideal Spule besitzen. Als ich meinem Fachlehrer die Idee von Kapazitäten vorgestellt habe, meinte er, dass die zu wenig Einfluss hätten dafür. Ich meine das Verhalten im obigen Graphen ist ja schon sehr regelmäßig aber ich finde einfach keine Erklärung dafür... Danke für eure Hilfe :D
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