FIZ50, ˙WICZENIE NR 4


ĆWICZENIE NR 50

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA SAMOINDUKCJI ORAZ POJEMNOŚCI KONDENSATORA W OBWODZIE PRĄDU ZMIENNEGO

WSTĘP TEORETYCZNY

Obwody prądu zmiennego wykazują zasadnicze cechy odróżniające je od obwodów prądu stałego. Możemy mieć do czynienia z następującymi typami obwodów prądu zmiennego:

1. Obwód wyidealizowany - do biegunów A i B źródła prądu zmiennego przyłączony jest przewodnik wyidealizowany, tj. taki, w którym pod upływem zmian natężenia prądu nie powstaje siła elektromotoryczna samoindukcji ES. Przewodnik taki przepływającemu prądowi zmiennemu stawia tylko opór omowy R zgodnie z prawem Ohma:

, Ut - chwilowa wartość napięcia, It - chwilowa wartość natężenia

2. Obwód z przewodnikiem rzeczywistym - obwód ten zmianom natężenia prądu zmiennego It stawia opór nie tylko omowy R, ale i opór samoindukcji RS , opór ten wynika z tego, że pod wpływem zmian natężenia prądu It w przewodniku powstaje siła elektromotoryczna samoindukcji

3. Obwód z kondensatorem - jeśli w punktach A i B takiego obwodu dołączymy źródło prądu stałego to trwały prąd w obwodzie nie będzie płynął, nastąpi jedynie rozładowanie okładek kondensatora, co jest równoznaczne krótkotrwałemu przepływowi elektronów z jednej okładki kondensatora na drugą poprzez wszystkie elementy obwodu, z wyjątkiem przestrzeni między okładkami, w celu wyznaczania współczynnika L posługujemy się równaniami:

L- współczynnik samoindukcji

Pojemność kondensatora wyraża się wzorem:

opór pojemnościowy :

Wzory i obliczenia

gdzie:

Z - oporność pozorna (impedancja, oporność zespolona, zawada)

R - oporność czynna (rezystancja, oporność omowa)

RL=ΩL - oporność indukcyjna(induktancja)

- oporność pojemnościowa(kapacytancja)

Prawo Ohma

W przypadku prądu stałego w zawadzie występuje jedynie rezystancja, a wynosi ona:

L.P

U[V]

I[A]

1

0.14

0.061

2.29508

2

0.16

0.08

2.00000

3

0.2

0.095

2.10526

4

0.25

0.125

2.00000

5

0.26

0.126

2.06349

6

0.35

0.16

2.18750

7

0.5

0.245

2.04082

2.09888

Po podłączeniu do prądu zmiennego pojawia się drugi element zawady (ponieważ jest to cewka to jest to oporność indukcyjna czyli induktancja), ponieważ nie zmieniliśmy cewki rezystancja nie ulegnie zmianie. Częstotliwość prądu f = 50 Hz (zasilanie z sieci)

a ponieważ to

ale ponieważ więc w ostateczności:

LP

U[V]

I[A]

Z[Ω]

I[A]

Rdzeń

Z[Ω]

Rdzeń

1

3.75

0.48

7.81

0.14

26.79

2

7

0.825

8.48

0.23

30.43

3

9

1.1

8.18

0.305

29.51

4

10.2

1.44

7.08

0.385

26.49

5

12.9

1.64

7.87

0.44

29.32

6

14.5

1.88

7.71

0.5

29.00

7

15

1.94

7.73

0.53

28.30

8

16.5

1.98

8.33

0.76

21.71

7.90

27.69

Dla cewki bez rdzenia:

Dla cewki z rdzeniem:

Drugą częścią ćwiczenia był pomiar pojemności kondensatora.

Po zamianie cewki na kondensator induktancja i rezystancja maleje do zera a zamiast tego pojawia się kapacytancja.

Ponieważ

Z kolei

L.P.

U[V]

I[A]

Z[Ω]

1

30.00

0.41

74.07

2

27.80

0.37

75.14

3

25.20

0.34

74.78

4

23.30

0.31

75.16

5

20.50

0.27

75.93

6

16.25

0.21

77.38

7

13.50

0.17

78.95

8

10.50

0.14

77.78

9

7.75

0.10

77.50

76.30

Rachunek błędów:

Błąd Rezystancji policzymy ze średniego błędu kwadratowego:

Błąd Induktancji policzymy metodą różniczki zupełnej:

Błąd kapacytancji policzymy metodą różniczki logarytmicznej:

Wnioski

Jak łatwo zauważyć, obliczenia są obarczone pewnym niewielkim błędem. Niestety, pomiar rezystancji obwodu jest obarczony największym błędem (5%), a dodatkowo pogarsza pozostałe obliczenia gdyż występuje w każdym z pozostałych wzorów. Jednakże treścią zadania było wyznaczenie współczynnika samoindukcji oraz pojemności kondesatora w obwodzie prądu zmiennego i wyniki wydają się być zadowalające (błąd L<0.5 %!, a błąd C ≈2%)



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
112, (112)B, ˙wiczenie nr 112
(ZDERZ~1, ˙wiczenie nr ???
320, (320)A, ˙wiczenie nr 320
311, #311, Sprawozdanie z wykonanego ˙wiczenia nr 311
(ANALI~1, ˙wiczenie nr ???
Šwiczenie nr 1-sprawozdanie, sprawozdania biotech
Šwiczenie nr 3 - sprawozdanie, sprawozdania biotech
A3 2, ˙wiczenie nr 11-14
LME 01 - Pomiar rezystancji metoda techniczna, ˙wiczenie nr
geologia, ˙wiczenie nr 1

więcej podobnych podstron