Descubre el fascinante mundo de la electrónica y aprende a medir la inductancia con tan solo un osciloscopio. En este artículo te mostraremos paso a paso cómo utilizar esta poderosa herramienta para calcular de manera precisa esta importante propiedad de los componentes electrónicos. ¡No te lo pierdas y adéntrate en este emocionante proceso de medición!
¿Alguna vez te has preguntado cómo medir con precisión una inductancia? Medir las características eléctricas de los componentes puede ser una parte importante de cualquier proyecto de electrónica. La inductancia es un factor clave cuando se trata de determinar la integridad y el funcionamiento de los componentes, por lo que su medición es crucial para garantizar que todo funcione como se espera. Si bien esta tarea solía ser tediosa y requería mucho tiempo, ¡la tecnología de osciloscopio ahora la hace más fácil que nunca! En esta publicación de blog, lo guiaremos paso a paso sobre cómo medir la inductancia con su osciloscopio usando formas de onda, desde la preparación de la configuración del circuito de prueba y la inicialización de las sondas; hasta el final lo que realmente significa cada valor mostrado. Entonces, si está interesado en saber cómo medir la inductancia con su osciloscopio ofrece no solo conveniencia sino también información valiosa sobre su diseño, ¡siga leyendo!
¿Qué es un osciloscopio?
Un osciloscopio tiene dos entradas: una para medir el voltaje (V) y la otra para medir el tiempo (T). La combinación de estas dos medidas nos permite medir diversos parámetros como frecuencia, amplitud, período y fase. [1]
¿Cómo medir la inductancia con un osciloscopio?
Método de frecuencia resonante
Es común utilizar el Método de la Frecuencia Resonante con un osciloscopio para medir la inductancia. Este método implica aplicar una señal sinusoidal al inductor y observar su respuesta en el osciloscopio. La frecuencia a la que la señal aplicada produce una amplitud máxima a través del inductor se conoce como frecuencia de resonancia y se puede utilizar para calcular su valor de inductancia.
Para medir la frecuencia resonante de un inductor con un osciloscopio, primero conéctelo en serie con un capacitor; esto formará un Circuito tanque LC (inductor-condensador). Luego, aplique un pequeño voltaje alterno al circuito y obsérvelo en la pantalla del osciloscopio. Aumente lentamente la frecuencia de la señal hasta que observe un pico en la señal. Esta será la frecuencia de resonancia de su inductor, que puede usarse para calcular su inductancia.
La fórmula para calcular la inductancia es: L = 1 / (2 * π * f_res^2 * C) donde L es el valor de la inductancia, π es pi, f_res es la frecuencia de resonancia y C es el valor de la capacitancia. Una vez que haya calculado el valor de inductancia de su inductor usando esta fórmula, podrá usarlo en otras aplicaciones o experimentos según sea necesario. Cabe señalar que, si bien este método funciona bien para medir inductores de valor pequeño (< 10 μH), puede no ser preciso para medir valores de inductancia más grandes. [2]
Usando una resistencia de valor conocido
La inductancia se puede medir utilizando una resistencia de valor conocido. Este método se basa en el hecho de que los inductores tienen una impedancia (resistencia y reactancia) proporcional a la frecuencia. Dado que un osciloscopio tiene un generador de funciones incorporado, puede generar fácilmente señales a diferentes frecuencias, lo que nos permite medir la impedancia del inductor a varias frecuencias. La resistencia de la resistencia se puede utilizar como punto de referencia para medir la inductancia.
Primero, conecte un cable de la resistencia a tierra y otro cable al canal de entrada del osciloscopio. Luego conecte un extremo del inductor a tierra y el otro extremo al canal de salida del osciloscopio. Utilizando un generador de onda sinusoidal incorporado en un osciloscopio, genere una forma de onda con diferente frecuencia. La forma de onda resultante se desplazará debido a la inductancia de la bobina y este desplazamiento se puede utilizar para calcular la inductancia de la bobina.
Para calcular la inductancia, utilice la siguiente fórmula: L = (X/2πfR), donde X es el ángulo de fase entre el voltaje de entrada y la corriente de salida, f es la frecuencia en hercios y R es la resistencia en ohmios. Mediante esta fórmula podrás medir con precisión el valor de la inductancia con un osciloscopio.
Al utilizar este método, se puede medir fácilmente la inductancia sin necesidad de instrumentos o medidores externos. Es una forma rápida, sencilla y fiable de medir la inductancia tanto para aficionados como para profesionales.
Uso del método de pendiente de voltaje-corriente
El método de pendiente de tensión-corriente es una de las formas más sencillas y eficientes de medir la inductancia con un osciloscopio. Este método implica medir el voltaje a través de una resistencia cuando se somete a una corriente variable. La pendiente de esta curva se utiliza luego para calcular el valor de la inductancia en henrys (H). Para comenzar, conecte una resistencia en serie con un inductor. Luego, aplique una fuente de señal de CA a ambos componentes, proporcionando corriente que varía con el tiempo. Utilice una sonda conectada a su osciloscopio para medir el voltaje a través de la resistencia en varios momentos a lo largo de su ciclo. Registre todos estos puntos anotando sus voltajes y tiempos correspondientes.
Una vez que haya registrado todos los puntos de datos, tráquelos en un gráfico y dibuje una línea de mejor ajuste que pase por los puntos. La pendiente de esta línea te dará la inductancia en henrys. Con este método, puedes medir fácilmente la inductancia de cualquier componente con un osciloscopio. Solo asegúrese de utilizar una resistencia con una resistencia lo suficientemente baja para evitar saturar su circuito; de lo contrario, sus mediciones podrían no ser precisas. [3]
¿Cómo se mide la inductancia con un multímetro?
Medir la inductancia con un multímetro es relativamente sencillo y se puede realizar en unos pocos pasos. Primero, configure el multímetro para medir la resistencia (Ohmios). Luego, coloque una sonda del multímetro en cada extremo del inductor que se está probando. Una vez que ambas sondas estén en su lugar, debería ver una lectura en la pantalla que indica el valor de inductancia de su componente. Es importante señalar que la mayoría de los multímetros no calculan automáticamente este valor; en cambio, debes usar una ecuación o algún otro método para determinarlo.
Para ayudar a determinar los valores exactos de la inductancia, muchos multímetros digitales modernos ofrecen funciones adicionales, como la capacidad de medición de frecuencia, que se puede utilizar para calcular los valores de capacitancia e inductancia con mayor precisión. Además, algunos multímetros también ofrecen una «prueba de diodo» que se puede utilizar para determinar los voltajes directo e inverso de un inductor.
En general, medir la inductancia con un multímetro es simple y proporciona toda la información necesaria para asegurarse de que sus componentes funcionen correctamente. Con sólo unos pocos pasos y el equipo adecuado, puede medir fácilmente la inductancia de cualquier componente de su circuito con precisión y confianza.
¿Cómo se mide la inductancia de una bobina con un osciloscopio?
Medir la inductancia de una bobina con un osciloscopio es bastante sencillo. Primero, deberá conectar la bobina a su osciloscopio y configurar los parámetros de medición. A continuación, utilizará una fuente de voltaje CA conectada en serie con la bobina para inducir una corriente alterna (CA) a través de ella. El osciloscopio debe configurarse para medir voltaje y corriente simultáneamente a una frecuencia de 1 kHz o superior. Una vez realizadas todas las conexiones necesarias, encienda la fuente de alimentación de CA y anote los valores medidos que se muestran en la pantalla de su osciloscopio. [4]
El siguiente paso es calcular la inductancia de su bobina usando Ley de Ohm: L = V / I x F, donde L es la inductancia en Henries, V es el voltaje medido a través de la bobina e I es la corriente que la atraviesa. La frecuencia (F) debe conocerse de antemano desde su fuente de alimentación de CA. Una vez que haya calculado la inductancia de su bobina, puede confirmar su valor repitiendo los pasos del uno al cuatro con una frecuencia de CA diferente y midiendo cualquier cambio en las lecturas. Finalmente, querrá documentar todos sus resultados y conservarlos para referencia futura. [5]
Al utilizar un osciloscopio para medir la inductancia, puede determinar rápidamente el valor de una bobina sin tener que recurrir a costosos equipos de laboratorio ni a cálculos manuales que requieren mucho tiempo.
Usos de inductores
Los inductores se utilizan en una variedad de aplicaciones que van desde simples circuitos de acondicionamiento de señal hasta aplicaciones más complejas como Conversión de energía y procesamiento de señales de radiofrecuencia. Se pueden utilizar para Filtra frecuencias no deseadas, rechaza ruido y estabiliza los voltajes de la fuente de alimentación. En los sistemas de control de motores, se utilizan para control de velocidad, regulación de corriente y protección contra sobrecorriente. Los inductores también son componentes importantes en muchos Maquinas electricas; Los motores y generadores eléctricos dependen de ellos para producir torque o generar electricidad a partir del movimiento mecánico. [6]
Preguntas más frecuentes
¿Cómo se mide la inductancia?
Es posible medir la inductancia con un osciloscopio. El proceso implica conectar un extremo de una resistencia conocida a la tierra del osciloscopio y el otro extremo a una fuente de alta impedancia. Una vez que se completa el circuito, puede ajustar la configuración de voltaje en la resistencia para que fluya corriente alterna a través de ella. Al medir la frecuencia de esta corriente alterna y luego aplicar la ley de Ohm, puedes calcular la inductancia de tu circuito. Este proceso funciona mejor con una lectura de voltaje más alta, por lo que se recomienda utilizar una fuente de alimentación con voltajes ajustables en lugar de simplemente usar energía de la batería para esta tarea.
¿Cómo mide un LCR la inductancia?
Un LCR, o medidor de inductancia-capacitancia-resistencia, es una herramienta especializada que mide la inductancia de un componente analizando su respuesta de frecuencia. Funciona de manera similar a un osciloscopio en el sentido de que se conecta a través de los dos terminales de una resistencia y luego se ajusta el voltaje para crear un flujo de corriente alterna a través de él. Luego, el LCR mide la frecuencia y el cambio de fase de esta corriente CA y utiliza estos valores para calcular la inductancia de su componente. Un LCR también puede medir capacitancia y resistencia, lo que lo convierte en una excelente herramienta para solucionar problemas de cualquier tipo de circuito.
¿Cómo se mide la inductancia sin un osciloscopio?
Para medir la inductancia sin osciloscopio se requiere el uso de un multímetro. El tipo más común, el multímetro analógico (también conocido como medidor AVO), se puede usar para medir la inductancia configurando el interruptor de rango en «INDUCTANCIA» y conectándolo de acuerdo con las instrucciones de su dispositivo para medir resistencia o capacitancia. Si está utilizando un multímetro digital (DMM), configure el interruptor de rango para que diga «L» y conéctelo según las instrucciones. En ambos casos, asegúrese de configurar la escala adecuada para medir en microhenrios (mH). Para obtener resultados precisos, utilice un cable de prueba con baja resistencia y utilice alta impedancia al tomar medidas. Además, si tu multímetro no tiene un rango de inductancia, aún puedes medir la inductancia usando el modo «resistencia» y convirtiendo con las fórmulas apropiadas.
¿Cómo se mide un inductor con un multímetro?
Puedes usar un multímetro para medir la inductancia de un inductor en dos pasos. Primero, configure su multímetro en la configuración de ohmios y conéctelo entre los cables (o terminales) del inductor. Luego presione el botón de medición en el multímetro y anote su lectura. Esto le dará un valor de resistencia, que suele ser muy bajo para un inductor. Una vez que tenga este valor de resistencia, conecte su multímetro a la configuración de CA y luego úselo para medir el voltaje máximo a través de su resistencia a diferentes frecuencias. Al trazar estos valores, debería poder determinar la inductancia de su inductor midiendo cuánto voltaje se requiere para generar una cierta cantidad de corriente a través de él.
¿Cuáles son las desventajas de medir la inductancia con un osciloscopio?
Uno de los principales inconvenientes de utilizar un osciloscopio para medir inductancia es que la precisión de las lecturas puede verse afectada por factores externos, como la temperatura, la humedad e incluso la calidad de los conductores. Además, un osciloscopio no puede medir directamente la inductancia; debe depender de otros instrumentos o ecuaciones para calcular los resultados. Esto dificulta la comparación directa con los valores estándar. Además, los osciloscopios se limitan a leer bajas frecuencias y tienen un límite mínimo de sensibilidad para medir inductancias muy pequeñas. Por lo tanto, es posible que no sean adecuados para medir señales de muy alta o baja frecuencia sin equipo adicional. Finalmente, si se conectan varios componentes en paralelo con impedancias variables, es posible que sea imposible obtener mediciones correctas sin instrumentación más avanzada.
¿Cuáles son las ventajas de medir la inductancia con un osciloscopio?
El uso de un osciloscopio para medir la inductancia ofrece varias ventajas. En primer lugar, la exactitud y precisión de las mediciones mejoran en comparación con un multímetro. En segundo lugar, puede analizar rápidamente inductores más grandes sin preocuparse por tener demasiados componentes o cables conectados a su circuito. En tercer lugar, el osciloscopio le permite ver fácilmente pequeños cambios en las formas de onda a lo largo del tiempo para que pueda identificar con mayor precisión problemas con los circuitos y descubrir cómo interactúan los diferentes componentes entre sí. Además, es más fácil que nunca medir impedancias y frecuencias gracias a las funciones automatizadas del software del osciloscopio. Finalmente, el uso de un osciloscopio le brinda más flexibilidad al analizar circuitos complejos porque puede observar múltiples señales a la vez y compararlas entre sí o con valores de referencia fijos. Como resultado, el diagnóstico de problemas con los circuitos es más fácil y rápido.
¿Cómo se puede utilizar el medidor Q para medir la inductancia?
El medidor Q es un dispositivo que se utiliza para medir el factor de calidad de un inductor. Mide la relación entre la reactancia y la resistencia de un inductor, lo que le da su valor Q o factor de calidad. Este valor está directamente relacionado con la inductancia del componente. Para utilizar un Q-meter, debe conectarse en serie con el componente que se está probando a través de sus dos terminales. Luego se utiliza un generador de señales para enviar una señal a una frecuencia conocida al circuito y esto provoca una resonancia en la bobina, lo que nos permite determinar su frecuencia característica midiendo la salida de voltaje en un osciloscopio. Los voltajes más altos que obtenga indican valores de inductancia más altos para su componente, ya que representan más energía almacenada en su interior debido a mayores niveles de inductancia. El Q-meter también se puede utilizar para medir el factor de potencia del componente relacionado con su impedancia y capacidad. Con estos datos, puede tomar decisiones más informadas sobre sus circuitos o componentes.
Vídeo útil: Medición de inductancia con un osciloscopio y un generador de señales
Conclusión
Medir la inductancia con un osciloscopio es un método simple y confiable que proporciona lecturas precisas. No requiere componentes ni dispositivos especiales, lo que lo convierte en una solución rentable para medir la inductancia en circuitos electrónicos. La técnica sólo requiere conocimientos básicos sobre la visualización y el funcionamiento del osciloscopio, así como algunos conocimientos de los fundamentos de la ingeniería eléctrica. Con esta sencilla técnica, los ingenieros pueden determinar rápidamente el valor de los inductores en sus diseños sin utilizar costosos equipos especializados.
Referencias
- https://www.testandmeasurementtips.com/how-to-measure-inductance/
- https://www.circuitsgallery.com/measuring-inductance-with-oscilloscope/
- https://www.wikihow.com/Measure-Inductance
- https://www.tek.com/en/documents/application-note/capacitance-and-inductance-measurements-using-oscilloscope-and-function-ge
- https:// Saving.em.keysight.com/en/knowledge/guides/signal-generator-buying-guide/how-to-measure-inductance-with-oscilloscope-and-signal-generator
- https://www.dos4ever.com/inductor/inductor.html
