, pro kapacitanci kondenzátoru platí

Transkript

1 Poůcky: Systé, oduly: voltetr, apéretr, černý kondenzátor na destičce, sada rezistorů, ultietr M3900, 7 spojovacích vodičů, soubor rc_stridavy.icg. Úkoly: 1) Zěřit a porovnat aplitudu a eektivní hodnotu střídavého proudu na rezistoru 2 kω. 2) Určit hodnotu odporu a ázového posunutí na rezistoru 2 kω při různých rekvencích. 3) Proěřit kondenzátor v obvodu střídavého proudu při různých rekvencích nakreslit gra: Závislost kapacitance na rekvenci, určit kapacitu a ázové posunutí. Teorie: Měření provedee podle následujících zapojení, odpor 1 kω slouží jen jako předřadný. obr.1 A M3900 obr.2 1 kω 2 kω 1 kω Pro odpor rezistoru platí U R = I, pro kapacitanci kondenzátoru platí U X C =, I 1 =. ω C Fázové posunutí ϕ vypočtee z časového posunutí t poocí vztahu ϕ = ω t Provedení: 1. a 2. úkol: Aplituda a eektivní hodnota střídavého proudu, odpor a ázové posunutí na rezistoru Na odulu voltetr nastavíe rozsah 10 s nulou uprostřed 0 a zasunee do kanálu A. Na odulu apéretr nastavíe rozsah 10 s nulou uprostřed 0 a zasunee do kanálu B. Zapojíe obvod se dvěa rezistory podle obr. 1, jako zdroj napětí použijee výstupní kanál E. Multietr nastavíe jako apéretr pro ěření střídavých proudů ACA 20. Založíe nový experient a načtee do konigurace j:///rc_stridavy.icg (čas 10 s, 1000, start autoatický, výstupní kanál E sinus pulsy (0, 4, 30 ), panel č.1 gra U=(t) napětí U od 5 do +5, panel č.2 - gra I=(t) proud I od 5 do +5 ) Požádáe vyučujícího o kontrolu zapojení!

2 Spustíe ěření a po čas deseti sekund sledujee na ultietru eektivní hodnotu proudu, kterou zapíšee do tabulky č. 1. Tabulka č.1: Rezistor v obvodu střídavého proudu 2 30., 40., 50., Fázové posunutí na rezistoru: ϕ =. rad průěrný odpor R = kω. R kω Na onitoru v horní okně určíe aplitudu napětí a v dolní okně aplitudu proudu vypočtee odpor R. Nástroje odečet rekvence ověříe, že rekvence proudu a napětí byla 30. Nyní přeístíe šipku kurzoru vlevo do okénka, stisknee levé tlačítko, přetáhnee kakoli do horního okna a uvolníe. Oba gray se ná teď složily do jediného a ůžee tak posoudit ázové posunutí ϕ ezi proude a napětí. Červenýi šipkai nahradíe experient, zěníe rekvenci napětí ve výstupní kanálu na 40, provedee experient a odečte získáe hodnota pro tabulku č. 1. Zopakujee ještě pro 50. I

3 3. úkol: Kapacitance, kapacita a ázové posunutí kondenzátoru Červenýi šipkai zvolíe nahrazení experientu, zěníe čas na 0,25 s a rekvenci výstupního napětí na 20. Zěníe zapojení podle obr. 2 a požádáe vyučujícího o kontrolu zapojení! Spustíe ěření a po jeho skončení určíe opět aplitudu napětí a aplitudu proudu do tabulky č. 2. Tabulka č.2: Kondenzátor v obvodu střídavého proudu kω C t µ F s ϕ π rad 20.,.,., 23.,.,., 26.,.,., 29.,.,., 32.,.,., 35.,.,., 38.,.,., 41.,.,., 44.,.,., 47.,.,., 50.,.,., Naěřená kapacita: ( ± ) F Naěřené ázové posunutí: = ( ± ) rad C = µ s relativní odchylkou.,. %. ϕ π s relativní odchylkou.,.%. Přetažení graů do jednoho panelu lze také určit časové posunutí t ezi proude a napětí a z něj vypočítat ázové posunutí ϕ. t Červenýi šipkai nahrazujee experient, zvyšujee rekvenci ve výstupní kanálu o 3 a opakujee odečet potřebných veličin až do 50. Při vzrůstání rekvence lze pozorovat vzrůst proudu vzhlede k napětí.

4 Protokol Název: Poůcky: Teorie: ypracování: 1), 2) Tabulka č.1: Rezistor v obvodu střídavého proudu 2 30., 40., 50., Fázové posunutí na rezistoru: ϕ =. rad průěrný odpor R = kω. R kω 3) Tabulka č.2: Kondenzátor v obvodu střídavého proudu kω C t µ F s ϕ π rad 20.,.,.,.. 23.,.,.,.. 26.,.,.,. 29.,.,.,. 32.,.,.,. 35.,.,.,. 38.,.,.,. 41.,.,.,. 44.,.,.,. 47.,.,.,. 50.,.,.,. Naěřená kapacita: ( ± ) F Naěřené ázové posunutí: = ( ± ) rad Gra: Závislost kapacitance na rekvenci střídavého napětí. C = µ s relativní odchylkou.,. %. ϕ π s relativní odchylkou.,.%. Závěr: Porovnat eektivní hodnoty střídavého proudu naěřené digitální apéretre s aplitudai určenýi odečte z obrazovky. Porovnat jenovitou hodnotu odporu 2 kω s hodnotou vypočtenou, jaké je ázové posunutí na rezistoru? Zapsat vypočtenou kapacitu a ázový posun na kondenzátoru. Okoentovat gra: Závislost kapacitance na rekvenci.

5