חשמלי מערכות חשמל מהווים את הרשתות של רכיבים חשמליים , המספקים, מעבירים, פורסים את האנרגיה החשמלית בעת הצורך. ניתן לסווג מערכות כוח לשני סוגים כמו מערכות חשמל AC ומערכות חשמל DC. AC מערכת החשמל פועלת ביעילות על סמך פרמטר התדרים. ניתן למדוד פרמטר תדר זה באמצעות מכשיר בשם מד תדרים , המציג את הערך של האות החשמלי התקופתי בצורת תדר בתצוגה. ישנם 3 סוגים של מדי תדרים שהם, מד תדרים לתהודה חשמלית (כמו מד תדר מסוג Ferro דינמי, מד תדרים מסוג Electrodynamometer), מד תדרים מסוג Weston ומד תדרים מסוג יחס יחס. מאמר זה מסביר על מד תדרים מסוג ווסטון.
מהו מד תדרים מסוג ווסטון?
הַגדָרָה : מד התדרים מסוג ווסטון מבוסס על עקרון הסטייה, שם ניתן לקבוע את הערך הלא ידוע של תדר אות הקלט באמצעות מד זה. זה מורכב משני סלילים עיקריים שהם, סליל אינדוקציה וסליל התנגדות. הזרם בסלילים אלה משתנה בכל פעם שתדר האות חורג מהתדר הידוע.
סוגים שונים של מדי תדר
הסוגים השונים של מדי התדר הם
- מד תדר תהודה חשמלי
- מד תדר מסוג רדיומטר
מד תדרים לתהודה חשמלית
זה מבוסס על עיקרון החשמל תְהוּדָה, כלומר כאשר תגובתיות אינדוקטיבית XL ותגובה קיבולית XC הופכות להיות שוות אז אומרים שהמעגל נמצא בתהודה חשמלית.
מד רדיו מד רדיומטר
הוא מורכב ממד יחס, המראה את הקשר בין המנה הנוכחית והשתקפויותיהם. היתרון העיקרי של מד התדרים מסוג הרדיומטר הוא בכך שהמצביע המוסט והתדר הנמדד מציגים קשר ליניארי. זה יכול למדוד עד 5KHz.
עקרון עבודה של מד תדרים מסוג ווסטון
מד התדרים מסוג ווסטון פועל כאשר הזרם מועבר דרך 2 סלילים הנמצאים 90 מעלות זה לזה. זרם זרם זה מייצר שדה מגנטי כלשהו ובכך מסיט את המחט לעבר שדה מגנטי גבוה יותר. חיווי מחט זה הוא ייצוג של התדר הלא ידוע של האות.
בְּנִיָה
בניית מד תדרים מסוג ווסטון היא כדלקמן
זה מורכב משני סלילי אינדוקציה וסליל התנגדות, שהם הזווית הנכונה זה לזה. שני הזוגות, הנגד Rל,וסליל A ומשרן Lלוזוג סליל B ממוקמים בסדרה, זוגות אחרים, Lלוסליל A, ו- Rב,וסליל B ממוקם במקביל.
מד תדרים של ווסטון
המונה מורכב מצביע רך המורכב מברזל ומחט מגנטית המוצבת במרכז. המשרן 'L' המחובר בסדרה עם 'Lלו- רב”ממזער את השגיאות.
עבודה של מד תדרים מסוג ווסטון
- תיק 1 : בעת הפעלת זרם על המעגל, הוא זורם דרך 2 הסלילים הניצבים, סליל A וסליל B. ובכך מקים את השדה המגנטי, כאשר גודל השדה פרופורציונלי ישירות לזרמו בסליל.
- השדות המגנטיים של סליל A ו- סליל B פועלים על המחט המגנטית וכן על ברזל רך, כאשר מיקום המחט מבוסס על השדות המגנטיים, והגודל היחסי שפועל עליו.
- מקרה 2 : במצב בו מוחל התדר הרגיל על המונה, תהיה ירידה במתח בהתנגדות ותגובה, Lל,ו- רבבאותו גודל. התוצאה היא זרימה שווה של זרם דרך הסלילים A ו- B.
- המעגל מתוכנן בצורה נכונה כי נפילת המתח נשארת זהה לאורך Lל, לברל, רבבכל פעם שתדר נורמלי מועבר. זה מאפשר המחט המגנטית לכוון על 45 מעלות הנוגעות, הן סלילים והן מחט ברזל רכה המכוונת למרכז.
- מקרה 3 ואילו במעבר במעגל בתדירות גבוהה תהיה עלייה בתגובה Lלולבשל הסליל, וההתנגדויות בצד אחר Rל, רב, נשאר אותו דבר. במילים אחרות, ההשראות מגבירות את העכבה של סליל A, ואם גודל הזרם בסליל A פוחת, השדה שהתפתח עקב זרם סליל A יורד גם הוא.
- אנו יכולים לראות כי יותר זרם עוקב בסליל B מאשר סליל A, שכן סליל B מחובר במקביל. מכאן שלסליל B יש שדה מגנטי חזק יותר בהשוואה לסליל A, והמצביע נע לעבר השדה המגנטי החזק ביותר שהוא סליל B.
- לבסוף, התדר שאמור להיקבע מצטמצם מערכו הרגיל, והמצביע מציין את ערך התדר הלא ידוע לצד שמאל.
יתרונות
להלן היתרונות
- רגיש מאוד
- הבנייה היא פשוטה
- סולם התדרים הוא ליניארי
- הקריאות אינן תלויות במתח
- הוא מתאים למדידת טווח מתח רחב.
חסרונות
להלן החסרונות של מד התדרים של ווסטון
- רגיש לשינוי הטמפרטורה
- נוכחותם של מיישרים מביאה לעיוות המייצר פלט תדרים לא מדויק.
יישומים
להלן היישומים
- משמש לבדיקת ציוד רדיו
- משמש למדידה מתמרים .
מד תדרים הוא מכשיר המשמש למדידת התדר הלא ידוע של אות נתון. ישנם 3 סוגים של מד תדרים הם, מד תדרים לתהודה חשמלית (כמו מד תדרים מסוג Ferro דינמי, מד תדרים מסוג אלקטרודינאמומטר), מד תדרים מסוג ווסטון ומד תדרים מסוג יחס מד. מד תדרים מסוג ווסטון מבוסס על עקרון הסטייה. זה מורכב משני סלילים, שהם סליל התנגדות וסליל אינדוקטיבי. הזרם בסליל משתנה, בכל פעם שתדר האות חורג מהתדר הסטנדרטי. סטיה של המצביע תנוע לעבר שדה מגנטי גבוה יותר. מד תדרים מסוג ווסטון מתאים למדידת מגוון רחב של מתחים.
