Mesure de forme d'onde et de tension
La forme des courbes de tension et de courant est considérée comme pratique sinusoïdal, si l'une quelconque de ses ordonnées diffère de l'ordonnée correspondante d'une sinusoïde qui lui est égale en amplitude, avec un segment n'excédant pas 5% de l'amplitude.
La sinusoïdalité peut être testée de plusieurs manières. En utilisant le plus simple d'entre eux, observez la courbe étudiée sur l'écran d'un oscilloscope à rayons cathodiques.
Pour cela, deux lignes sinusoïdales identiques sont préalablement tracées sur l'écran de l'appareil ou sur une plaque transparente, décalées verticalement l'une par rapport à l'autre de 10% de leur amplitude (Fig. 1).
La tension sous test est ensuite appliquée à l'entrée Y de l'oscilloscope, et en ajustant le gain sur le canal Y et la période de balayage, dimensionnez la courbe d'écran de sorte qu'elle se situe dans la bande limitée par les sinusoïdes auxiliaires. Si cela réussit, alors la tension est considérée comme pratiquement sinusoïdale.
Riz. 1. Courbes auxiliaires pour déterminer la forme du courant et de la tension à l'aide d'un oscilloscope à rayons cathodiques
Pour considérer la deuxième façon de déterminer la sinusoïdalité d'une courbe, nous introduisons plusieurs définitions. Comme vous le savez, la valeur d'une variable périodique peut être caractérisée par les valeurs effective, moyenne et maximale (amplitude). Si la quantité périodique x change selon une loi sinusoïdale, alors toutes ses valeurs sont liées les unes aux autres d'une certaine manière.
Par exemple, le rapport de la valeur d'amplitude à la valeur efficace, appelé coefficient de crête ka = xm/ x = √2 = 1,41, le rapport de la valeur moyenne sur une demi-période à la valeur d'amplitude, appelé coefficient de valeur moyenne kCp = xcp / xm = 2 /π = 0,637 et enfin le rapport de la valeur efficace à la valeur moyenne, appelé rapport d'aspect ke = x / xCp = π / (2√2) = 1,11.
En se concentrant sur ces rapports, la norme permet de déterminer la forme sinusoïdale de la courbe d'une grandeur périodique à partir des résultats de la mesure simultanée des valeurs moyennes et efficaces. La courbe est considérée comme presque sinusoïdale si 1,132 > km/h > 1,088.
Du fait que la plupart des instruments de mesure utilisés en pratique sont calibrés en valeurs moyennes, il n'est pas toujours possible de mesurer directement les valeurs moyennes et médianes. Dans ce cas, la valeur étudiée est mesurée simultanément par des voltmètres d'amplitude (crête) et électrodynamiques. S'il est nécessaire de déterminer les trois coefficients nommés, un voltmètre redresseur doit être connecté.
Les lectures du voltmètre et les coefficients caractérisant la sinusoïdalité de la forme sont liés aux rapports suivants : ka = 1,41U1/ U2, кf = U2/0,9U3, kcp = 0,673 = U3/ U1, où U1, U2, U3 — lectures de voltmètres d'amplitude, d'électrodynamique et de redresseur calibrés en valeurs de tension sinusoïdales moyennes.
Un exemple. Pour déterminer la forme non sinusoïdale de la courbe de tension de l'enroulement secondaire du transformateur, la tension de phase est mesurée simultanément avec les voltmètres d'amplitude V3-43, électrodynamique D-556 et redresseur Ts4317.
Leurs lectures étaient U1 = 76 V, U2 = 61 V, U3 = 59,5 V. Alors 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
Du fait que pour une courbe sinusoïdale, ces coefficients doivent être respectivement de 1,41, 1,11 et 0,637, on peut en conclure que la tension de l'enroulement secondaire du transformateur a une forme non sinusoïdale. Faites attention au fait qu'avec une tension sinusoïdale, les lectures des trois voltmètres doivent être égales.