Zaloguj się
Wszystkie
11 kwietnia 2023
763
Wartość prądu można znaleźć ze wzoru I=V/Rx, gdzie Rx jest obciążeniem, które ma zamienić napięcie na prąd. Tutaj napięcie jest napięciem wejściowym źródła, a nie napięciem po procesie wzmacniania za pomocą wzmacniacza operacyjnego (zakładając idealny wzmacniacz operacyjny). Oczywiście żaden wzmacniacz operacyjny nie jest doskonały. Na przykład, jeśli napięcie wejściowe wynosi 1 V, a Rx=1 kΩ, wpływający prąd wynosi 1 mA (przy założeniu idealnego wzmacniacza operacyjnego). Chcę zmierzyć rzeczywisty wstrzyknięty prąd na podstawie rzeczywistego przyłożonego napięcia – jaki jest najlepszy sposób, aby to uzyskać?
Obwód Fariza jest częścią systemu do pomiaru impedancji w zakresie częstotliwości, więc zaczniemy od omówienia, czym jest impedancja, zanim przyjrzymy się bardziej szczegółowo źródłu prądu Howlanda, którego używa, a następnie omówimy pomiar prądu, o który prosi Fariz.
Impedancja
Impedancja (symbol Z) to wersja AC rezystancji – zależność między przyłożonym napięciem a wynikającym z tego prądem, który popłynie. Dokładniej Z=V/I, co z pozoru wygląda tak samo jak podobna zależność oporu, R=V/I. Różnica polega na tym, że gdy mamy do czynienia z sygnałami prądu przemiennego, interesuje nas zarówno wielkość (amplituda szczytowa fali sinusoidalnej), jak i faza (czas względny) napięcia i prądu, a impedancja musi to uwzględniać.
Jeśli przyłożymy falę sinusoidalną do rezystora, napięcie i prąd podążają dokładnie za sobą – szczyt prądu występuje w tym samym czasie, co szczyt napięcia. To samo nie dotyczy cewek indukcyjnych i kondensatorów. Jeśli zastosujemy falę sinusoidalną do idealnego kondensatora, szczyt prądu wystąpi o jedną czwartą cyklu sinusoidalnego wcześniej niż szczyt napięcia (nazywamy to prądem wyprzedzającym napięcie lub napięciem opóźnionym względem prądu). Przesunięcie czasowe między napięciem a prądem jest zwykle wyrażane jako kąt, gdzie jeden cykl przebiegu to 360°. Zatem prąd w idealnym kondensatorze wyprzedza napięcie o 90°. W przypadku idealnej cewki indukcyjnej prąd opóźnia się w stosunku do napięcia o 90°.
Dla idealnego rezystora (R) rezystancja nie zmienia się wraz z częstotliwością przyłożonego napięcia lub prądu. Dla idealnego induktora (L) efektywna „rezystancja” wzrasta wraz z częstotliwością; to znaczy wielkość prądu zmniejszy się wraz z częstotliwością dla tej samej wielkości przyłożonego napięcia. Idealna cewka indukcyjna jest zwarciem dla prądu stałego. Dla idealnego kondensatora (C) efektywna rezystancja maleje wraz z częstotliwością – jest to obwód otwarty dla prądu stałego i stawia mniejszy opór przepływowi prądu wraz ze wzrostem częstotliwości.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
