Instrumen yang mengukur faktor penyimpanan atau faktor kualitas sirkuit listrik pada frekuensi radio, jenis perangkat tersebut dikenal sebagai Q-meter. Faktor kualitas merupakan salah satu parameter dari sistem osilasi, yang menunjukkan hubungan antara penyimpanan dan energi yang hilang.
Q meter mengukur faktor kualitas sirkuit yang menunjukkan total energi yang dihamburkan olehnya. Ini juga menjelaskan sifat-sifat koil dan kapasitor. Q meter digunakan di laboratorium untuk menguji frekuensi radio kumparan.
Prinsip Kerja Q meter
Q meter bekerja pada resonansi seri. Resonansi adalah kondisi yang ada dalam rangkaian ketika induktansi dan reaktansi kapasitansinya sama besarnya. Mereka menginduksi energi yang berosilasi antara medan listrik dan magnet masing-masing kapasitor dan induktor.
Q-meter didasarkan pada karakteristik resistansi, induktansi dan kapasitansi dari rangkaian seri resonansi. Gambar di bawah menunjukkan kumparan resistansi, induktansi dan kapasitansi yang dihubungkan secara seri dengan rangkaian.
Pada frekuensi resonansi f0,
Nilai reaktansi kapasitansi adalah
Pada frekuensi resonansi,
dan arus pada resonansi menjadi
Diagram fasor resonansi ditunjukkan pada gambar
Tegangan melintasi kapasitor dinyatakan sebagai
Persamaan di atas menunjukkan bahwa tegangan input E adalah Q kali tegangan muncul di kapasitor. Voltmeter dikalibrasi untuk mencari nilai faktor Q.
Aplikasi dari Q-meter
Berikut ini adalah aplikasi dari Q-meter.
1. Pengukuran Q
Rangkaian yang digunakan untuk pengukuran Q ditunjukkan pada gambar.
Osilator dan kapasitor tuning menyesuaikan dengan frekuensi yang diinginkan untuk mendapatkan nilai maksimum E0. Dalam kondisi ini, nilai faktor kualitas dinyatakan sebagai
Nilai sebenarnya diberikan sebagai
Nilai faktor kualitas diperoleh dari voltmeter yang dihubungkan melintasi kapasitor. Nilai yang diukur adalah faktor Q dari seluruh rangkaian dan bukan hanya kumparan. Dengan demikian, kesalahan terjadi dalam pembacaan karena resistansi shunt dan kapasitansi terdistribusi.
Persamaan di atas menunjukkan bahwa nilai terukur dari Q lebih kecil dari nilai sebenarnya.
2. Pengukuran Induktansi
Induktansi diukur dengan persamaan yang ditunjukkan di bawah ini.
Nilai f0 dan C diperlukan untuk menghitung nilai induktansi.
3. Pengukuran resistansi efektif
Persamaan menghitung nilai resistansi efektif
4. Pengukuran Self-Capacitance
Self-capacitance ditentukan dengan mengukur dua kapasitansi pada frekuensi yang berbeda. Kapasitor disesuaikan dengan nilai tinggi, dan rangkaian beresonansi dengan menyesuaikan frekuensi osilator. Resonansi rangkaian ditentukan oleh Q meter.
atau kapasitansi terdistribusi
5. Pengukuran Bandwidth
Persamaan di bawah ini menghitung bandwidth
6. Pengukuran Kapasitansi
Kapasitansi ditentukan dengan menghubungkan kumparan dummy melintasi terminal T1 dan T2. Biarkan kapasitor yang diuji terhubung melintasi terminal T3 dan T4. Rangkaian ini kembali beresonansi dengan memvariasikan nilai tuning kapasitor C2. Nilai kapasitansi pengujian ditentukan dengan mengurangkan C1 dan C2.
