Помогите с делителем напряжения

[Полтона]

Господа, помогите пожалуйста!
Нужно разработать делитель напряжения для цифрового осцилографа.
Замеряется импульс тока со следующими характеристиками:
I ~ 20 кА, U ~ 3кВ, t ~ 100 мкс
Нужно понизить напряжение до ~10В
Насколько я понимаю нужен делитель из параллельных сопротивлений и емкостей.

Подскажите пожалуйста схему или хотя бы где об этом можно почитать.

[ramator]

Поскольку замеряется импульс тока, используйте трансформатор тока.
Сведений о нем в Интернете предостаточно...

[Полтона]

Трансформатор сильно увеличит индуктивность контура, а это крайне пагубно скажется на фронте импульса тока (переход в колебательный режим), поэтому нужен именно делитель.

Или я плохо понимаю электротехнику?

[ASD]

Для измерения тока делитель напряжения не требуется. Достаточно включить в цепь последовательно резистор (в Вашем случае 10 В / 30000 А = 0,00033 Ом) и смотреть форму импульса на нем. Однако, если цепь находится под высоким потенциалом, применение измерительного трансформатора тока - почти единственное решение. Вам правильно советуют. "Правильный" трансформатор тока исказит импульс не больше, чем упомянутый выше резистор, плюс обеспечит надежную изоляцию измерительной цепи от измеряемой.

На всякий случай приведу формулы для расчета частотнокомпенсированного делителя напряжения в K раз:
R1= R2(K-1), С1=С2*R2/R1.
Здесь R1 - сопротивление "верхнего", а R2 - "нижнего" резисторов делителя. C1 и C2 - емкость подключаемых параллельно этим резисторам конденсаторов.

R2 и С2 могут быть не специально установленными элементами, а входным сопротивлением и емкостью измерительного прибора или другой нагрузки делителя. Однако, если расчетная емкость конденсатора С1 получается слишком маленькой или сопротивление R1 слишком большим, C2 преднамеренно увеличивают, а R2 уменьшают, подключая параллельно нагрузке соответствующие дополнительные элементы.

[Полтона]

Но измерять то надо именно напряжение. А осцилограф нужен для того чтобы проследить зависимость импульса напряжения от времени.
А ток замеряю при помощи пояса Роговского - с замерением тока проблем нет.

[ASD]

Но было написано ток:

Замеряется импульс тока со следующими характеристиками:
I ~ 20 кА, U ~ 3кВ, t ~ 100 мкс

Нужно правильно формулировать вопрос.
Формул, которые я привел, достаточно или требуются еще разъяснения?

[Полтона]

Да.
Простите за неточность.
У меня пару вопросов:
1. Какого номинала должны быть "нижние" сопротивление и конденсатор?
2. А можно ли делитель подключить к цепи через импульсный трансформатор 1:1? Как-то немного страшно что импульс тока может делитель пробить и осциллограф испортить.

Большое спасибо за помощь!

[ASD]

1. Какого номинала должны быть "нижние" сопротивление и конденсатор?

Я бы на Вашем месте начал с выбора R1. В Вашем случае его номинал может быть от единиц до сотен мегаом. Этот резистор должен выдерживать без пробоя высокое напряжение, причем и мощность на нем может рассеиваться довольно значительная (тем больше, чем меньше сопротивление резистора). Но с точки зрения неискаженной передачи импульсов номинал этого резистора должен быть как можно меньше, однако много больше внутреннего сопротивления источника сигналов и сопротивления его нагрузки. Паразитная емкость между выводами резистора должна быть минимальной. Как видите, требований довольно много и ассортимент резисторов, им удовлетворяющих, невелик. Часто приходится брать то, что удалось найти, или составлять R1 из нескольких резисторов, соединенных последовательно, а затем уже рассчитывать R2 и конденсаторы. Расчетное значение R2 не должно быть больше внутреннего сопротивления подключаемого параллельно ему измерительного прибора. Замечательно, если оно получилось равным этому сопротивлению - отдельный резистор в качестве R2 в этом случае не нужен.

Нужно стараться обойтись без конденсатора, параллельного R1, приняв за C1 собственную емкость этого резистора и рассчитав нужную C2. И только если C2 получится меньше входной емкости измерительного прибора, придется увеличивать C1 с помощью дополнительного конденсатора. Не забудьте, он должен быть высоковольтным.

2. А можно ли делитель подключить к цепи через импульсный трансформатор 1:1? Как-то немного страшно что импульс тока может делитель пробить и осциллограф испортить.

Конечно можно, только нужно будет учитывать параметры этого трансформатора при расчете.

Но Вы опять путаете. Импульс тока может что-нибудь сжечь, но ничего пробить не может. На это способен только импульс напряжения. Кстати, защиты от импульса напряжения трансформатор не даст, поскольку этот импульс будет передан из первичной обмотки во вторичную. Для защиты на входе прибора (с трансформатором или без него) должен быть установлен ограничитель амплитуды импульсов до безопасного значения. Например, диодный. Можно применить стабилитрон или специальный защитный диод. Но имейте в виду, что такие диоды и стабилитроны имеют значительную собственную емкость (сотни пикофарад), к тому же, зависящую от приложенного напряжения. Поэтому могут возникнуть проблемы с передачей формы импульсов.