Come Misurare l’Induttanza

Il termine “induttanza” può riferirsi alla “mutua induzione”, ovvero quando un circuito elettrico genera tensione a seguito della variazione di corrente in un altro circuito, o all’“autoinduzione”, ossia quando il circuito elettrico genera tensione a seguito della variazione di corrente che scorre in esso. In entrambi i casi, l’induttanza è data dal rapporto tra la tensione e la corrente, e la relativa unità di misura è l’henry (H), definito come 1 volt per secondo diviso ampere. Dato che l’henry è un’unità di misura abbastanza grande, l’induttanza viene generalmente espressa in millihenry (mH), un millesimo di henry, o in microhenry (uH), un milionesimo di henry. Di seguito vengono illustrati diversi metodi per misurare l’induttanza di una bobina induttore.

Metodo 1

Metodo 1 di 3:

Misurare l’Induttanza da un Rapporto Tensione-Corrente

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Collega la bobina induttore a un generatore di forme d’onda. Mantieni il ciclo dell’onda sotto il 50%.
2
Organizza i rilevatori di corrente. Dovrai collegare, nel circuito, un resistore di rilevamento della corrente, oppure un sensore di corrente. Entrambe le soluzioni dovranno essere connesse a un oscilloscopio.
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Rileva i picchi di corrente e l’intervallo di tempo tra ogni impulso di tensione. I picchi di corrente saranno espressi in ampere, mentre gli intervalli di tempo tra gli impulsi in microsecondi.
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Moltiplica la tensione erogata a ogni impulso per la durata dell’impulso. Ad esempio, nel caso di una tensione di 50 volt erogata ogni 5 microsecondi, si avrebbe 50 volte 5, ovvero 250 volt*microsecondi.
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Dividi il prodotto tra tensione e durata dell’impulso per il picco di corrente. Continuando con l’esempio precedente, nel caso di un picco di corrente di 5 ampere, si avrebbe 250 volt*microsecondi diviso 5 ampere, ovvero un’induttanza di 50 microhenry.
- Sebbene le formule matematiche siano semplici, la preparazione di questo metodo di test è più complessa rispetto agli altri metodi.
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Metodo 2

Metodo 2 di 3:

Misurare l’Induttanza Utilizzando un Resistore

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Collega la bobina induttore in serie con un resistore, il cui valore di resistenza è noto. Il resistore dovrebbe avere un’accuratezza dell’1% o inferiore. La connessione in serie costringe la corrente ad attraversare il resistore, così come l’induttore da testare; il resistore e l’induttore dovranno avere quindi un terminale in comune.
2
Applica una tensione sinusoidale al circuito, a tensione di picco fisso. Questo si ottiene tramite un generatore di forme d’onda, che simula le correnti che riceverebbero l’induttore e il resistore nel caso reale.
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Controlla sia la tensione di ingresso che quella sul terminale comune tra induttore e resistore. Regola la frequenza della sinusoide fino a ottenere, nel punto di collegamento tra l’induttore e il resistore, un valore di tensione massima pari alla metà della tensione di ingresso.
4
Trova la frequenza della corrente. Questa viene misurata in kiloHertz.
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Calcola l’induttanza. A differenza del calcolo dell’induttanza dal rapporto corrente-tensione, allestire in questo caso il test è molto semplice, ma il calcolo matematico necessario è decisamente più complesso. Si procede nel modo seguente:
- Moltiplica la resistenza del resistore per la radice quadrata di 3. Supponendo di avere una resistenza da 100 ohm, e moltiplicando questo valore per 1,73 (ovvero la radice quadrata di 3 arrotondata alla seconda cifra decimale), si ottiene 173.
- Dividi questo risultato per il prodotto tra 2 volte pi greco e la frequenza. Considerando una frequenza di 20 kiloHertz, si ottiene 125,6 (2*π*20); dividendo 173 per 125,6 e arrotondando alla seconda cifra decimale, si ottiene 1,38 millihenry.
- mH = (R x 1,73) / (6,28 x (Hz / 1000))
- Esempio: considerando R = 100 e Hz = 20.000
- mH = (100 X 1,73) / (6,28 x (20.000 / 1000)
- mH = 173 / (6,28 x 20)
- mH = 173 / 125,6
- mH = 1,38
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Metodo 3

Metodo 3 di 3:

Misurare l’Induttanza utilizzando un Condensatore e un Resistore

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Collega la bobina induttore in parallelo a un condensatore, il cui valore di capacità è noto. Collegando un condensatore in parallelo con una bobina induttore si ottiene un circuito serbatoio. Utilizza un condensatore con una tolleranza del 10% o inferiore.
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Collega il circuito serbatoio in serie con un resistore.
3
Applica una tensione sinusoidale al circuito, a picco massimo fisso. Come in precedenza, questo si ottiene tramite il generatore di forme d’onda.
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Posiziona le sonde dell’oscilloscopio sui terminali del circuito. Fatto questo, passa dai valori bassi di frequenza a quelli alti.
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Trova il punto di risonanza. Si tratta del valore più alto registrato dall’oscilloscopio.
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Dividi 1 per il prodotto tra il quadrato dell’energia e la capacità. Considerando un’energia di uscita di 2 joule e una capacità di 1 farad, si otterrebbe: 1 diviso 2 al quadrato moltiplicato 1 (che dà 4); ovvero si otterrebbe un’induttanza di 0,25 henry, o 250 millihenry.

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Consigli

Nel caso di induttori connessi in serie, l’induttanza totale è data dalla somma dei valori delle single induttanze. Nel caso di induttanze in parallelo, invece, l’induttanza totale è data dal reciproco della somma dei reciproci dei valori dei singoli induttori.
Gli induttori possono essere costruiti sotto come una bobina a forma cilindrica, con nucleo toroidale, o a film sottile. Più sono gli avvolgimenti di un induttore, oppure più è grande la sua sezione, maggiore sarà l’induttanza. Induttori più lunghi hanno un’induttanza minore rispetto a quelli più corti.

Avvertenze

L’induttanza può anche essere misurata direttamente con un induttometro, ma questo strumento non è molto comune. La maggior parte degli induttometri disponibili in commercio sono tarati solo per misurare bassi valori di corrente.