Přírodní vědy moderně a interaktivně FYZIKA. ročník šestiletého a. ročník čtyřletého studia G Gymnázium Hranice Laboratorní práce č. : Měření kapacity kondenzátorů pomocí střídavého proudu
Přírodní vědy moderně a interaktivně FYZIKA. ročník šestiletého studia Test k laboratorní práci č. : Měření kapacity kondenzátoru pomocí střídavého proudu G Gymnázium Hranice Varianta A. Jednotkou kapacitance je: A) henry B) siemens C) weber D) ohm. Na obrázku jsou nakresleny časové diagramy střídavého napětí a proudu. u, i u i t Jakou hodnotu má fázový posun proudu vzhledem k napětí? A) B) C) D). Kondenzátor o kapacitě C zapojený do obvodu střídavého proudu o frekvenci f má kapacitanci 0. Jakou kapacitanci má tento kondenzátor v obvodu o frekvenci f? A) 80 B) 0 C) 0 D). V obvodu střídavého proudu o úhlové frekvenci 00 rad.s - je zapojen kondenzátor o kapacitanci 80. Jakou kapacitu má kondenzátor? A) 0, F B), F C),8 F D) F
Přírodní vědy moderně a interaktivně FYZIKA. ročník šestiletého studia Test k laboratorní práci č. : Měření kapacity kondenzátoru pomocí střídavého proudu G Gymnázium Hranice Varianta B. Který z následujících výrazů pro jednotku kapacity farad (F) je správný? A) F = V.C B) F = V.C - C) F = V -.C D) F = V -.C -. V jednoduchém obvodu střídavého proudu s kondenzátorem je fázový posun proudu vzhledem k napětí A) + B) + C) D). Kondenzátor o kapacitě C zapojený do obvodu střídavého proudu o frekvenci f má kapacitanci 0. Jakou kapacitanci má kondenzátor o kapacitě C při frekvenci f? A) 80 B) 0 C) 0 D). Okamžité hodnoty střídavého napětí a proudu v elektrickém obvodu vyjadřují rovnice: u 00sin t, i,0sint v ampérech a čas v sekundách. Jaká je impedance obvodu?, kde napětí je ve voltech, proud A) B) 0 C) 00 D) 00
Přírodní vědy moderně a interaktivně FYZIKA. ročník šestiletého studia Test k laboratorní práci č. : Měření kapacity kondenzátoru pomocí střídavého proudu G Gymnázium Hranice Varianta C. Kapacita kondenzátoru má v soustavě SI jednotku farad (F). Který z následujících vztahů pro tuto jednotku je správný? A) F = V.C - B) F = V.C C) F = C.V - D) F = C -.V -. Amplituda nabíjecího a vybíjecího proudu kondenzátoru v obvodu střídavého proudu: A) je přímo úměrná frekvenci a kapacitě B) nezávisí na frekvenci C) nezávisí na kapacitě D) je nepřímo úměrná frekvenci a kapacitě. Kondenzátor o kapacitě C zapojený do obvodu střídavého proudu o frekvenci f má kapacitanci 0. Jakou kapacitanci má kondenzátor o kapacitě C při frekvenci f? A) 80 B) 0 C) 0 D). V obvodu střídavého proudu o úhlové frekvenci 00 rad.s - je zapojen kondenzátor o kapacitanci 80. Jakou kapacitu má kondenzátor? A) 0,6 F B),0 F C) F D) 7 F
Přírodní vědy moderně a interaktivně FYZIKA. ročník šestiletého studia Test k laboratorní práci č. : Měření kapacity kondenzátoru pomocí střídavého proudu G Gymnázium Hranice Varianta D. Uvažujme cívku zapojenou v obvodu střídavého proudu. Co je jednotkou kapacitance? A) farad B) volt C) ohm D) siemens. Velikost kapacitance obvodu střídavého proudu je určena vztahem: A) X C = C B) X C = C C) X C = C D) X C = C. Kondenzátor o kapacitě C zapojený do obvodu střídavého proudu o frekvenci f má kapacitanci 0. Jakou kapacitanci má tento kondenzátor v obvodu o frekvenci f? A) 80 B) 0 C) 0 D). V obvodu střídavého proudu o úhlové frekvenci 00 rad.s - jsou zapojeny v sérii: rezistor o odporu 0, cívka o induktanci 0 a kondenzátor o kapacitanci 80. Jaká je impedance obvodu? A) 0 B) 0 C) 0 D) 70
Přírodní vědy moderně a interaktivně FYZIKA. ročník šestiletého a. ročník čtyřletého studia Gymnázium G Hranice Laboratorní práce č. : Měření kapacity kondenzátoru pomocí střídavého proudu Pomůcky: Síťový transformátor, dva kondenzátory, reostat, voltmetr, ampérmetr, spojovací vodiče. Teorie: Kapacita C vodiče je fyzikální veličina, která vyjadřuje schopnost vodiče přijmout při dané hodnotě napětí U určitý náboj Q. Lze ji definovat vztahem C = U Q. Jednotkou kapacity je farad (F), v technické praxi se měří kapacita např. v mikrofaradech µf a pikofaradech pf, přičemž µf = 0-6 F, pf = 0 - F. Kapacita osamocených vodičů je velmi malá. Poměrně větší kapacitu má soustava navzájem izolovaných vodičů zvaná kondenzátor. Kapacita kondenzátoru je určena tvarem vodičů a prostředím, které je obklopuje. V obvodu střídavého proudu se kondenzátor střídavě nabíjí a vybíjí a způsobuje fázový posun mezi proudem a napětím. Obvod s C má vlastnosti odporu, které vyjadřuje veličina kapacitance X C = U I. Odtud pro kapacitu kondenzátoru. C získáme vztah: I C.. U Většina kondenzátorů má stálé hodnoty kapacit. Chceme-li získat jiné hodnoty kapacity, než máme k dispozici, kondenzátory navzájem spojujeme. Nejjednodušší spojení kondenzátorů je paralelní a sériové.
Provedení: Pomocí střídavého proudu o frekvenci 0 Hz určete kapacitu dvou různých kondenzátorů a jejich sériového a paralelního spojení. Pro všechna měření sestavte obvod podle schématu: A C P C S ~ V C (C ) Měření proveďte pro pět různých hodnot proudu, které nastavujte reostatem. Výsledky měření zapište do tabulky a vypočítejte průměrnou hodnotu kapacity. l. Kondenzátor o jmenovité hodnotě C Číslo měření I/A U/V X / C /µf C. Kondenzátor o jmenovité hodnotě C Číslo měření I/A U/V X / C /µf C
. Paralelní spojení kondenzátorů o jmenovitých hodnotách C a C. Číslo měření I/A U/V X p / C p /µf C P Ověřte dosazením hodnot C a C, že výsledná kapacita dvou paralelně spojených kondenzátorů je: C C + C P. Sériové spojení kondenzátorů o jmenovitých hodnotách C a C. Číslo měření I/A U/V X S / C S /µf C S Ověřte dosazením hodnot C a C, že výsledná kapacita dvou sériově spojených kondenzátorů je: C S C. C C C V závěru porovnejte teoretické hodnoty s hodnotami naměřenými.
Zapojení kondenzátorů
G y m n á z i u m H r a n i c e Přírodní vědy moderně a interaktivně Gymnázium G Hranice Protokol č. : Pracoval: Spolupracoval: Třída: Hodnocení: Pracováno dne: Vlhkost vzduchu: Tlak vzduchu: Teplota vzduchu: Název úlohy: Měření kapacity kondenzátoru pomocí střídavého proudu Pomůcky: Síťový transformátor, dva kondenzátory, reostat, voltmetr, ampérmetr, spojovací vodiče. Vypracování: Teorie: Kapacita C vodiče je fyzikální veličina, která vyjadřuje schopnost vodiče přijmout při dané hodnotě napětí U určitý náboj Q. Lze ji definovat vztahem C = U Q. Jednotkou kapacity je farad (F), v technické praxi se měří kapacita např. v mikrofaradech µf a pikofaradech pf, přičemž µf = 0-6 F, pf = 0 - F. Kapacita osamocených vodičů je velmi malá. Poměrně větší kapacitu má soustava navzájem izolovaných vodičů zvaná kondenzátor. Kapacita kondenzátoru je určena tvarem vodičů a prostředím, které je obklopuje. V obvodu střídavého proudu se kondenzátor střídavě nabíjí a vybíjí a způsobuje fázový posun mezi proudem a napětím. Obvod s C má vlastnosti odporu, které vyjadřuje veličina kapacitance X C = U I.. C
Odtud pro kapacitu kondenzátoru I C.. U Většina kondenzátorů má stálé hodnoty kapacit. Chceme-li získat jiné hodnoty kapacity, než máme k dispozici, kondenzátory navzájem spojujeme. Nejjednodušší spojení kondenzátorů je paralelní a sériové. Provedení: Pomocí střídavého proudu o frekvenci 0 Hz jsme určili kapacitu dvou různých kondenzátorů a jejich paralelního a sériového spojení. Pro všechna měření jsme sestavili obvod podle schématu: A C P C S ~ V C (C ) Měření jsme provedli pro pět různých hodnot proudu, které jsme nastavovali reostatem. Výsledky měření jsme zapsali do tabulky a vypočítali průměrnou hodnotu kapacity. l. Kondenzátor o jmenovité hodnotě C Číslo měření I/A U/V X / C /µf C
. Kondenzátor o jmenovité hodnotě C Číslo měření I/A U/V X / C /µf C. Paralelní spojení kondenzátorů o jmenovitých hodnotách C a C. Číslo měření I/A U/V X p / C p /µf C P Teoretická hodnota výsledné kapacity dvou paralelně spojených kondenzátorů je: C C + C = P. Sériové spojení kondenzátorů o jmenovitých hodnotách C a C. Číslo měření I/A U/V X S / C S /µf C S
Teoretická výsledná hodnota kapacity dvou sériově spojených kondenzátorů je: C. C C S = C C Závěr: Zdroje Lepil, Oldřich a Přemysl Šedivý. Fyzika pro gymnázia. Elektřina a magnetismus. Praha: Prometheus, 000. ISBN 80-796-0-. Obrázky: vlastní tvorba