LabS (2)

Laboratorium Podstaw Fizyki

Nr ćwiczenia: 53

Temat ćwiczenia: Prawo Ohma dla prądu przemiennego.

Nazwisko i Imię prowadzącego kurs: Dr inż. Janusz Andrzejewski

Wykonawca: Marek Drab

Imię i Nazwisko

nr indeksu, wydział

Marek Drab 187912 W-10
Termin zajęć: dzień tygodnia, godzina Poniedziałek, 9,15-11,00
Numer grupy ćwiczeniowej 1
Data oddania sprawozdania:
Ocena końcowa

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

Data i podpis prowadzącego zajęcia ............................................................

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania poprawionego sprawozdania

PRZEBIEG ĆWICZENIA.

1 Wyznaczenie indukcyjności cewek w układzie RL

2 Wyznaczenie pojemności kondensatorów w układzie RC

3 Wyznaczenie zawady obwodu RLC.

Przyrządy

Rodzaj Miernika Typ Dokładność przyrządu
Woltomierz M 890G 0,8%+1dgt
Amperomierz Metex M-38 60D 2,5%+3dgt
Opornik dekadowy D04 kl 01 +/- 1 [Om]
Zestaw pojemności Zestaw indukcyjności

LIF 04-114

2001

+/- 0,5 [H]
Generator Mocy Po-21

1: Obliczanie zależności indukcyjności cewki od częstotliwości dla układu RL.

Częstotliwość [Hz] Napięcie Usk [V] Natężenie Isk[mA] Niepewność ∆Usk [V] Niepewność ∆Isk[mA] L [H] ∆ L [H]
40 5,3 17,6 0,0524 0,1708 0,38 0,0962942
80 5,6 15,39 0,0548 0,15312 0,45 0,0270691
120 5,8 12,94 0,0564 0,13352 0,46 0,0171729
160 5,8 10,9 0,0564 0,1172 0,45 0,0138302
200 5,9 9,18 0,0572 0,10344 0,46 0,0125825
400 5,9 5,26 0,0572 0,07208 0,43 0,0109652
800 5,9 2,82 0,0572 0,05256 0,41 0,0119529
1 200 5,8 1,9 0,0564 0,0452 0,40 0,0136546
1 600 5,8 1,43 0,0564 0,04144 0,40 0,0156726
2 000 5,8 1,1 0,0564 0,0388 0,42 0,0189244
4 000 6,1 0,35 0,0588 0,0328 0,50 0,0717188
8 000 7,6 0,2 0,0708 0,0316 0,76 0,1265564
12 000 9,7 0,11 0,0876 0,03088 1,17 0,3390598
16 000 12,1 0,08 0,1068 0,03064 1,51 0,5898075
20 000 13,2 0,06 0,1156 0,03048 1,75 0,9051494

Wzory:

Przykładowe obliczenia:

Dla f=800 Hz

L=1/(2*3,14*800)/((5,9/2,82/0,001)^2-(186+100)^2)^(1/2) =1/5024 (2092,20^2-286^2)^1/2=1/5024*2072,53)= 0,4125 [H]

∆L=(1/(2*3,14*800((5,9/2,82/0,001)^2-286^2)^(1/2))*(5,9*0,0572/(2,82*0,001)^2+5,9^2*0,001*0,05256/(2,82*0,001)^3+1,5*286)=

9,6*10^(-8)*(42438+81585+429)=0,0119529 [H]

Wykres zależności L(f)

2: Obliczanie zależności pojemności kondensatora od częstotliwości dla układu RC.

Częstotliwość [Hz] Napięcie Usk [V] Natężenie Isk[mA] Niepewność ∆Usk [V] Niepewność ∆Isk[mA] C[uF] ∆C[uF]
20 8 3,4 0,074 0,0572 3,3868 0,0885
40 7,96 6,78 0,07368 0,08424 3,4031 0,0746
80 7,92 13,31 0,07336 0,13648 3,3933 0,0691
120 7,88 19,37 0,07304 0,18496 3,3651 0,0696
160 7,87 24,94 0,07296 0,22952 3,3252 0,0720
200 7,98 30,37 0,07384 0,27296 3,2766 0,0754
400 8,63 50,9 0,07904 0,4372 2,9075 0,0946
800 8,22 60,2 0,07576 0,5116 2,1408 0,1066
1 200 8,18 62,9 0,07544 0,5332 1,596 0,0922
1 600 8,24 64,3 0,07592 0,5444 1,2419 0,0755
2 000 8,37 65,3 0,07696 0,5524 0,9929 0,0602
4 000 8,1 68,5 0,0748 0,578 0,6308 0,0550
8 000 10 71,6 0,09 0,6028 0,2041 0,0094
12 000 12 72,6 0,106 0,6108 0,1008 0,0033
16 000 13,5 73,1 0,118 0,6148 0,0641 0,0018
20 000 14,6 73,2 0,1268 0,6156 0,0461 0,0012

Przykładowe obliczenia:

Dla f = 800 [Hz]

C=1/(2*3,14*800*((8,22/60,2/0,001)^2-100^2)(1/2)=1(/5024*(136,54^2-100^2)^(1/2))=1(/5024*92.98)=2,1408 * 10^(-6) F.

∆C=1/(6,28*800*(((8,22/60,2/0,001)^2-100^2)^3)^91/2)*(8,22*0,07576/(60,2*0,001)^2+8,22^2*0,5116*0,001/(60,2*0,001)^3+100))=1/(5024*803544)*(171,8+158,45+100)=1,06758*10^(-7)[F]

3 Badanie prawa Ohma. Wyliczanie zawady dla:

f = 800 [Hz] C=2,1408 [uF] ∆C= 0,1066[uF] L= 0,41 [H] ∆L= 0,0119529[H]

Częstotliwość Hz Napięcie Usk Natężenie Isk Niepewność ∆Usk Niepewność ∆Isk
800 2,49 1,15 0,02992 0,0392
800 5,02 2,25 0,05016 0,048
800 7,52 3,36 0,07016 0,05688
800 9,91 4,41 0,08928 0,06528
800 12,57 5,6 0,11056 0,0748
800 15,03 6,66 0,13024 0,08328
800 17,49 7,72 0,14992 0,09176
800 20,07 8,92 0,17056 0,10136
800 22,49 10,03 0,18992 0,11024
800 25,08 11,1 0,21064 0,1188

Z1=(186+100)^2+((2*3,14*800*0,41-1/2/3,14/800/2,1408/10^(-6)^2)1/2=

(817916+(2059,84-92.977)^2)(1/2)=2164,06 [Oma]

∆Z= 1/(2164,06)*((286*1,5+(4*3,14^2*800^2*0,41-1/(2,1408*10^(-6))*0,0119529+(0,41/(2,1408*10^(-6))^2-1/(4*3,14^2*800^2*(2,1408*10^(-6))^3)*0,0166*10^(-6)=1/2164,06*(429+192976+9106)=93,58 [Oma]

Z2=U/I Obliczam z wykresu współczynnik a, który równa się tangensowi nachylenia prostej.

Z2=2,49/1,15/0,001=2165,21 [Oma]

Porównuję obie otrzymane zawady. Z1-Z2 =2164,06 - 2165,21= - 1,15 [Oma]

Otrzymany wynik mieści się w graniach błędu ,który wcześniej wyliczyłem ∆Z= +/-93,58 [Oma].

Wnioski:

-1. Duży wpływ na błąd wielkości końcowej ma złożoność pomiarów.

-2. Zaobserwowano zgodność (w granicach błędu) prawa Ohma dla impedancji liczonej z definicji Z2 i impedancji wyznaczonej ze stosunku Usk/Isk (Z1)

-3. Z uzyskanych wykresów zależności U od I wynika , że prąd jest wprost proporcjonalny do napięcia ,czyli prawo Ohma jest spełnione dla napięcia zmiennego.

-4. Jak widać na wykresach Indukcyjność cewki i pojemność kondensatora zależą od częstotliwości. Niestety otrzymanych wyników pomiarów nie da się zapisać w postaci odpowiedniej funkcji, ponieważ punkty nie są charakterystyczne dla żadnej z funkcji. Być może badanie na mniejszej częstotliwości pozwoliłoby zapisać otrzymane punkty w postaci konkretnej funkcji.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Kartkówka labs
2001 12 Red Hat 7 2 on Test in the Linux Labs
Pierwsza wersja systemu operacyjnego Unix powstała w Bell Labs firmy AT
gr I7X4S1 labs funkcje, WAT, semestr I, wdp
cisco2 semester labs AO2MFSGUG7NTE6NJGNBENSG7EMVTURPEACCZ6XQ
Pierwsza wersja systemu operacyjnego Unix powstała w Bell Labs firmy AT
Wejściówka nr 2. Formowanie ręczne i maszynowe, Rok II, Semestr 3, Techniki Wytwarzania Labs
2000 10 Raid Controllers 15 Scsi Controllers in the Linux Labs
emm labs cdsd dcc2e
The Silence of the Labs
Tara Labs Air2

więcej podobnych podstron