現在の振幅を計算する方法

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、微積分をとった場合は、時間に対する電荷の導関数です)。 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。 また、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することもあります。 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することから、電流の振幅を計算できます。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

コンデンサまたはインダクタを備えた回路の電流の式は、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方程式はオームの法則です。

I = \ frac {V} {R}

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、単純にI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備えた回路の電流の式は、次の形式である必要があります。

I = A \ sin {(Bt + C)}

または

I = A \ cos {(Bt + C)}

ここで、A、B、およびCは定数です。

多くの変数を含む別の方程式があるかもしれません。 このような場合、電流を解くと、上記のいずれかの形式の方程式が得られます。 方程式が正弦または余弦で表されているかどうかに関係なく、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。)

回路からの振幅の計算

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ます。 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する

波の中心からピークまでのオシロスコープの垂直グリッド線の数を数えます。 次に、オシロスコープの「1目盛りあたりのボルト数」設定を確認します。 その設定に分割数を掛けて、ピーク時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ボルトになります。 このピーク電圧が電圧振幅です。

波の角周波数を見つけます。 最初に、波が1つの期間を完了するのにかかる水平グリッド線/分割の数を数えます。 オシロスコープの「1目盛りあたりの秒数」の設定を確認し、それに目盛りの数を掛けて、波の周期を決定します。 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。 それがあなたの角周波数です。

電圧測定値を電流に変換する

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しかない場合は、電圧に角周波数と静電容量を掛けます。 ジェネレータとインダクタしかない場合は、電圧を角周波数とインダクタンスで割ります。 より複雑な回路には、より複雑な方程式が必要です。

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