現在の振幅を計算する方法

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著者: John Stephens
作成日: 26 1月 2021
更新日: 18 5月 2024
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電子が移動するたびに、電流が生成されます。実際、現在はその動きを測定しています。具体的には、移動する電荷を移動にかかる時間で割ったものです(または、計算を行った場合は、時間に対する電荷の導関数)。単純な回路のように、電流が安定している場合があります。それ以外の場合、RLC回路(抵抗、インダクタ、コンデンサを備えた回路)のように、時間の経過とともに電流が変化します。回路が何であれ、方程式から、または回路の特性を直接測定して、電流の振幅を計算できます。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

コンデンサまたはインダクタを備えた回路の電流の方程式は、I = Asin(Bt + C)またはI = Acos(Bt + C)です。ここで、A、B、およびCは定数です。

オームの法則から振幅を計算する

単純な回路の電流の式は、オームの法則、I = V÷Rです。ここで、Iは電流、Vは電圧、Rは抵抗です。この場合、電流の振幅は同じままで、単にV÷Rです。

変化する電流の計算

コンデンサまたはインダクタを使用した回路の電流の方程式は、I = Asin(Bt + C)またはI = Acos(Bt + C)の形式である必要があります。A、B、Cは定数です。

多くの変数が関係する別の方程式がある場合があります。そのような場合、電流を解くと、上記の形式のいずれかの方程式が得られます。方程式が正弦または余弦のどちらで表されるかに関係なく、係数Aは電流の振幅です。 (Bは角周波数、Cは位相シフトです。)

回路から振幅を計算する

必要に応じて回路をセットアップし、並列にオシロスコープに接続します。オシロスコープに正弦曲線が表示されるはずです。信号は回路を通る電圧を表します。

オシロスコープで電圧を測定

オシロスコープの波の中心からそのピークまでの、分割と呼ばれる垂直グリッド線の数を数えます。次に、オシロスコープの「部門ごとの電圧」設定を確認します。その設定に分割数を掛けて、ピークの電圧を決定します。たとえば、ピークがグラフの中心から4目盛り上にあり、オシロスコープが1目盛りあたり5 Vに設定されている場合、ピーク電圧は20ボルトです。このピーク電圧は電圧振幅です。

波の角周波数を見つけます。最初に、波が1周期を完了するのに必要な水平グリッド線/分割の数を数えます。オシロスコープの「1分割あたりの秒数」の設定を確認し、それに分割数を掛けて、波の期間を決定します。たとえば、周期が5目盛りで、オシロスコープが1目盛りあたり1ミリ秒に設定されている場合、周期は5ミリ秒、つまり0.005秒になります。

周期の逆数を取り、その答えに2π(π≈3.1416)を掛けます。それが角周波数です。

電圧測定値を電流に変換

電圧振幅を電流振幅に変換します。変換に使用する式は、回路に含まれるコンポーネントによって異なります。発電機とコンデンサーしかない場合、電圧に角周波数と静電容量を掛けます。ジェネレーターとインダクターしかない場合、電圧を角周波数とインダクタンスで除算します。より複雑な回路には、より複雑な方程式が必要です。