Medição de forma de onda e tensão

A forma das curvas de tensão e corrente é considerada prática senoidal, se alguma de suas ordenadas diferir da ordenada correspondente de uma senóide igual a ela em amplitude, com um segmento não superior a 5% da amplitude.

A sinusoidalidade pode ser testada de várias maneiras. Usando o mais simples deles, observe a curva investigada na tela de um osciloscópio de raios catódicos.

Para isso, duas linhas senoidais idênticas são previamente desenhadas na tela do aparelho ou em uma placa transparente, deslocadas verticalmente uma em relação à outra em 10% de sua amplitude (Fig. 1).

A tensão sob teste é então aplicada à entrada Y do osciloscópio e, ajustando o ganho no canal Y e o período de varredura, dimensione a curva da tela para que ela fique dentro da banda limitada pelas senoides auxiliares. Se isso for bem-sucedido, a tensão é considerada praticamente senoidal.

Arroz. 1. Curvas auxiliares para determinar a forma de corrente e tensão usando um osciloscópio de raios catódicos

Para considerar a segunda maneira de determinar a sinusoidalidade de uma curva, introduzimos várias definições. Como você sabe, o valor de uma variável periódica pode ser caracterizado pelos valores efetivos, médios e máximos (amplitude). Se a quantidade periódica x muda de acordo com uma lei senoidal, todos os seus valores estão relacionados entre si de uma certa maneira.

Por exemplo, a razão entre o valor da amplitude e o valor efetivo, chamada de coeficiente de crista ka = xm/ x = √2 = 1,41, a razão entre o valor médio de meio período e o valor da amplitude, chamada coeficiente de valor médio kCp = xcp / xm = 2 /π = 0,637 e finalmente a razão do valor efetivo para o valor médio, chamada de razão de aspecto ke = x / xCp = π / (2√2) = 1,11.

Com foco nessas razões, o padrão permite determinar a forma senoidal da curva de uma quantidade periódica com base nos resultados da medição simultânea dos valores médio e efetivo. A curva é considerada quase senoidal se 1,132> kph> 1,088.

Devido ao fato de que a maioria dos instrumentos de medição utilizados na prática são calibrados em valores médios, nem sempre é possível medir diretamente os valores médios e medianos. Neste caso, o valor investigado é medido simultaneamente por voltímetros de amplitude (pico) e eletrodinâmicos. Se for necessário determinar todos os três coeficientes nomeados, um voltímetro retificador deve ser conectado.

As leituras do voltímetro e os coeficientes que caracterizam a sinusoidalidade da forma estão relacionados com as seguintes relações: ka = 1,41U1/ U2, кf = U2/0,9U3, kcp = 0,673 = U3/ U1, onde U1, U2, U3 — leituras de voltímetros de amplitude, eletrodinâmica e escala retificadora calibrados em valores de tensão senoidal média.

Um exemplo. Para determinar a forma não senoidal da curva de tensão do enrolamento secundário do transformador, a tensão de fase é medida simultaneamente com os voltímetros de amplitude V3-43, eletrodinâmico D-556 e retificador Ts4317.

Suas leituras foram U1 = 76 V, U2 = 61 V, U3 = 59,5 V. Então 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

Devido ao fato de que para uma curva senoidal esses coeficientes devem ser 1,41, 1,11 e 0,637, respectivamente, pode-se concluir que a tensão do enrolamento secundário do transformador tem uma forma não senoidal. Preste atenção ao fato de que, com uma tensão senoidal, as leituras de todos os três voltímetros devem ser iguais.