MĚŘENÍ NF KMITOČTU VOLTMETREM

Pokud se někdy v amatérské praxi vyskytne potřeba měření akustického (nízkofrekvenčního) kmitočtu v rozsahu od 50 Hz po 200 kHz (no – mezi námi, těch 200 kHz již moc akustické nejsou), je možno s vyhovující přesností (± 10 %) použít následující návod. Dá se s téměř absolutní jistotou předpokládat, že máte ve své výbavě nějaký měřicí přístroj, tedy střídavý voltmetr, ať již ručičkový, nebo (přesnější) digitální. No a jak postupovat, je vidět na následujícím obrázku.

Podíváme se na tohle zapojení trochu blíže. Začneme tím, že na vstup připojíme střídavý proud, jehož kmitočet chceme změřit. Jak je vidět, tento proud protéká přes sériově zapojený kondenzátor a odpor. Předpokládám, že víte, nebo alespoň máte tušení, že kondenzátorem střídavý proud protéká (i když ve skutečnosti neprotéká, je to nabíjecí a vybíjecí proud) a že kondenzátor mu klade určitý odpor, který závisí jak na (předem známé) kapacitě kondenzátoru, tak na kmitočtu (tomuto odporu říkáme „reaktance“). No a je samozřejmě jasné, že když odporem kondenzátoru protéká nějaký proud, vzniká na něm úbytek napětí – aha, a když si tento úbytek napětí změříme voltmetrem na střídavý proud a porovnáme se stejně velkým úbytkem napětí na proměnném odporu, pak v případě rovnosti těchto dvou hodnot je reaktance kondenzátoru stejná, jako odpor potenciometru, který si můžeme snadno změřit, pokud nemáme ocejchovanou stupnici.

Postupujeme tak, že si poznamenáme napětí na kondenzátoru, pak připojíme voltmetr k potenciometru a otáčením jeho hřídelky se snažíme docílit pokud možno co nejpřesněji stejného napětí, jako na kondenzátoru. Když si zjistíme hodnotu odporu potenciometru v tomto nastavení, tak známe i velikost oné reaktance, neboli zdánlivého odporu kondenzátoru, a můžeme počítat:

f=1/(2пRC)  [Hz]

kde:
f = měřený kmitočet v Hertzech (Hz)
R = odpor nastavený na potenciometru, v Ohmech
C = kapacita použitého kondenzátoru v Faradech (F)

Abychom měřili s dostatečnou přesností, neměla by být tolerance kapacity kondenzátoru větší než 5%, samozřejmě, se stejnou přesností pak dostaneme hodnotu měřeného kmitočtu.

Pro měření vyšších kmitočtů samozřejmě použijeme kondenzátor s menší kapacitou a dbáme toho, aby měl co nejmenší vlastní indukčnost. Také samozřejmě použijeme takový voltmetr, který je schopen změřit tyto vyšší kmitočty.

Pro snadnější pochopení tématu ještě přikládám tabulku reaktancí různých kondenzátorů v oboru nízkých kmitočtů. Podle této tabulky máte možnost zvolit si hodnotu odporu potenciometru podle použitého kondenzátoru a podle přibližného rozsahu měřeného kmitočtu (předpokládaného).

Vysvětlivky na téma reaktance viz také na stránce:
http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/kapac_odpor.htm