ZESPÓL SZKÓŁ ELEKTRONICZNYCH	PRACOWNIA ELEKTRYCZNA
Imię i nazwisko:	Klasa: 2T3	Grupa: II	Nr ćw. 1
Temat ćwiczenia: Pomiar pojemności	Data wyk. 16.12.2003	Data odd. 06.01.2004	Ocena:

1. Wykaz przyrządów:

- miernik cyfrowy METEX M-3800,

- miernik cyfrowy METEX M-3800,

- opornica suwakowa, nr

- kondensator 1,00 uF, ±10%

- kondensator 0,25 uF, ±10%

- kondensator 0,25 uF, ±10%

- kondensator 2,00 uF, ±10%

- kondensator 4,00 uF, ±10%

- autotransformator

2. Przebieg ćwiczenia

2.1 Cel ćwiczenia

Nabycie umiejętności pomiaru pojemności kondensatorów.

2.2 Schematy pomiarowe

Rys.1 Schemat pomiarowy 1

Schemat pomiarowy 1 przedstawia układ do technicznego pomiaru pojemności kondensatora. Jako źródła napięcia sinusoidalnego użyto autotransformatora. Dodatkowo napięcie wejściowe układu pomiarowego regulowano opornicą suwakową podłączona równolegle do źródła napięcia. Do układu pomiarowego podłączano kolejno dwa pojedyncze kondensatory, a następnie równolegle i szeregowo podłączone kondensatory. Następnie obliczano reaktancję i pojemność kondensatorów. Wyniki zanotowano w tabelkach pomiarowych i wyciągnięto wnioski.

2.3 Tabelki pomiarowe

L.p.	f	I	U	Xc	C	Uwagi
		Hz	mA	V		F	Kondensator pojedynczy C=1F ± 10%
1.	50	3,1	10	3225	0,98
2.	50	5,2	18	3461	0.92
3.	50	8,7	30	3448	0,92
				Cśr.	0,94

Tabela 1; Wyniki pomiarów dla pojedynczego kondensatora, przypadek 1;

L.p.	f	I	U	Xc	C	Uwagi
		Hz	mA	V		F	Kondensator pojedynczy C=0,5F ± 10%
1.	50	1,6	10	6250	0,51
2.	50	3,7	24	6485	0,49
3.	50	8,5	55	6470	0,49
				Cśr.	0,496

Tabela 2; Wyniki pomiarów dla pojedynczego kondensatora, przypadek 2;

L.p.	f	I	U	Xc	C	Uwagi
		Hz	mA	V		F	Połączenie szeregowe C1=2F ± 10%; C2=1F ± 10%; CZ=0,66F;
1.	50	2	10	5000	0,64
2.	50	6	30	5000	0,64
3.	50	11	55	5000	0,64
				Cśr.	0,64

Tabela 3; Wyniki pomiarów dla szeregowego połączenia kondensatorów;

L.p.	f	I	U	Xc	C	Uwagi
		Hz	mA	V		F	Połączenie równoległe C1=4F ± 10%; C1=2F ± 10%; CZ=6F;
1.	50	29,3	15	517	5,15
2.	50	73,3	40	548	5,81
3.	50	117,8	64	547	5,82
				Cśr.	5,59

Tabela 4; Wyniki pomiarów dla równoległego połączenia kondensatorów;

2.4. Obliczenia

Obliczenia do tabeli 1 Obliczenia do tabeli 2

Obliczenia do tabeli 3 Obliczenia do tabeli 4

3. Wnioski

Kondensator jest elementem elektronicznym gromadzącym ładunek elektryczny. Dlatego też jego istotnym parametrem jest pojemność, która określa zdolność kondensatora do gromadzenia ładunku elektrycznego. Kondensatory mogą być włączane do obwodu pojedynczo, szeregowo, równolegle lub w sposób mieszany (taki w którym występuje połączenie szeregowe i równoległe). Dowolną ilość kondensatorów połączonych szeregowo lub równolegle można zastąpić jednym kondensatorem o odpowiedniej pojemności i napięciu. Pojemność zastępczą kondensatorów połączonych szeregowo obliczamy ze wzoru:

Pojemność zastępczą kondensatorów połączonych równolegle obliczamy ze wzoru:

Pojemność zastępcza dowolnej liczby równolegle połączonych kondensatorów jest większa od pojemności największego użytego kondensatora. Pojemność zastępcza dowolnej liczby szeregowo połączonych kondensatorów jest mniejsza od pojemności najmniejszego użytego kondensatora.

Przy pomiarze pojemności metodą techniczną jako źródła napięcia przemiennego sinusoidalnego użyto autotransformatora. Dlatego też przyjęto, że częstotliwość prądu płynącego w obwodzie wynosi 50Hz. Dodatkowo napięcie wejściowe regulowano za pomocą opornicy suwakowej podłączonej równolegle do wyjścia autotransformatora.

Pomiar pojemności polegał na zmierzeniu:

• napięcia przyłożonego do obwodu pomiarowego

• wartości i częstotliwości prądu płynącego w obwodzie

Następnie należało obliczyć reaktancję pojemnościową kondensatora ze wzoru:

Pojemność natomiast obliczono ze wzoru:

Wyniki pomiarów porównano z wartościami znamionowymi badanych kondensatorów. Pojawiły się małe różnice. Różnice te mogą wynikać z tego że tolerancja pojemności badanych kondensatorów wynosi ±10%. Różnice mogą wynikać również z błędów. Błędy natomiast wynikają z tego, że rzeczywisty kondensator oprócz pojemności posiada pewną rezystancję i w zależności od budowy indukcyjność. Podczas pomiarów traktowaliśmy kondensator jako idealny, nie biorąc pod uwagę jego rezystancji. W pewnym stopniu na błędy mogły wpłynąć rezystancje wewnętrzne przyrządów pomiarowych i przewodów łączących obwód oraz wartość częstotliwości która też ma pewną tolerancję ±. Z wyników zanotowanych w tabelkach można również wywnioskować, że im większa jest pojemność kondensatora tym większy płynie w obwodzie prąd i jednocześnie mniejsza jest reaktancja pojemnościowa Xc.

Przy podłączaniu kondensatora należy uważać aby nie przekroczyć jego napięcia znamionowego, ponieważ może to uszkodzić kondensator.

2

C

C₁

C₂

C₂

C₁

A

V

Hz

---