POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA
WYDZIAŁ
ELEKTRYCZNY
Ćwiczenie nr 9
Temat: ŁĄCZENIE KONDENSATORÓW, BADANIE PROSTOWNIKÓW.
WYKONALI:
Piotr Janikowski
Radosław Urbańczyk
Piotr Szeląg
rok II grupa VII
I. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest doświadczalne sprawdzenie zasad: wyznaczania równoważnych pojemności , rozkładu napięć , ładunków i energii na pojemnościach oraz poznanie metod obliczania obwodów z kondensatorami liniowymi.
II. Schematy połączeń.
1) Układ do połączeń i wyznaczania energii elektrycznej kondensatorów.
2) Prostownik jednopołówkowy.
3) Prostownik dwupołówkowy w układzie Gretza.
III. Tabele pomiarowe.
Tabela: 1
Wartości kondensatorów i rezystorów użytych w ćwiczeniu .
C1 |
C2 |
C3 |
C4 |
C5 |
C6 |
C7 |
R1 |
R2 |
μF |
μF |
μF |
μF |
μF |
μF |
μF |
kΩ |
kΩ |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
2,4 |
2,4 |
Tabela: 2
Wartości pomierzone napięć na poszczególnych kondensatorach oraz obliczenia ładunków energii występujących na tych kondensatorach .
Wartości podane na podstawie. |
Pozycja wyłącz. |
U |
U1 |
U2 |
U3 |
U4 |
U5 |
U4 |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
Q5 |
Q6 |
W1 |
W2 |
W3 |
W4 |
W5 |
W6 |
W |
|
|
P1 |
P2 |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
μC |
μC |
μC |
μC |
μC |
μC |
mJ |
mJ |
mJ |
mJ |
mJ |
mJ |
mJ |
Pomiarów praktycznych napięć i obliczeń ładunków energii |
1 |
2 |
100 |
100 |
53 |
47 |
0 |
0 |
0 |
2000 |
1060 |
940 |
0 |
0 |
0 |
100 |
28 |
22 |
0 |
0 |
0 |
150 |
|
2 |
2 |
100 |
98 |
47 |
50 |
0 |
0 |
0 |
1960 |
940 |
1000 |
0 |
0 |
0 |
96 |
22 |
25 |
0 |
0 |
0 |
143 |
|
2 |
1 |
100 |
70 |
35,6 |
33,5 |
46,8 |
22,3 |
22,3 |
1400 |
712 |
670 |
936 |
446 |
446 |
49 |
13 |
11 |
22 |
5 |
5 |
105 |
|
1 |
1 |
100 |
100 |
51,5 |
48,5 |
67,7 |
32,3 |
32,3 |
2000 |
1030 |
970 |
1354 |
646 |
646 |
100 |
27 |
24 |
46 |
10 |
10 |
217 |
Obliczeń teoretycznych |
1 |
2 |
100 |
100 |
50 |
50 |
|
|
|
2000 |
1000 |
1000 |
|
|
|
100 |
25 |
25 |
|
|
|
150 |
|
2 |
2 |
100 |
100 |
50 |
50 |
|
|
|
2000 |
1000 |
1000 |
|
|
|
100 |
25 |
25 |
|
|
|
150 |
|
2 |
1 |
100 |
69,2 |
34,6 |
34,6 |
46,1 |
23,1 |
23,1 |
1384 |
692 |
692 |
922 |
462 |
462 |
48 |
12 |
12 |
21 |
5 |
5 |
104 |
|
1 |
1 |
100 |
100 |
50 |
50 |
66,7 |
33,3 |
33,3 |
2000 |
1000 |
1000 |
1334 |
666 |
666 |
100 |
25 |
25 |
44 |
11 |
11 |
217 |
IV. Wzory do obliczeń.
V. Uwagi i wnioski.
Kondensator to zespół dwóch przewodników przedzielonych dielektrykiem. Przewodniki tworzące kondensator nazywamy okładkami kondensatora. Kondensator, między okładkami którego znajduje się dielektryk liniowy nazywamy kondensatorem liniowym. Po podłączeniu kondensatora do źródła o stałym napięciu, na jego okładkach pojawią się ładunki równe co do wartości ale o przeciwnych znakach. Pojemnością kondensatora nazywamy stosunek dodatniego ładunku występującego na jednej okładce do napięcia między okładkami.
Po zmontowaniu układu według schematu dokonaliśmy pomiarów napięć na wszystkich kondensatorach występujących w obwodzie, przy wszystkich możliwych kombinacjach ustawień przełączników P1 i P2. Powstały układ kondensatorów zasilany był napięciem stałym o wartości 100 V. Na podstawie wyników obliczyliśmy ładunki zgromadzone na okładkach kondensatorów a następnie energię ładowania kondensatora. Całkowitą energię układu uzyskaliśmy sumując wszystkie energie kondensatorów w nim zawarte.
Następnie przełącznik P1 ustawiony był w pozycji 2 , przełącznik P2 w pozycji 1.W przypadku tym zasilanie układu zostało już odcięte , natomiast do naładowanych wcześniej kondensatorów zostały dopięte kolejne trzy pojemności .Naładowane wcześniej kondensatory zaczęły ładować dopięty układ pojemności. Ponownie zmierzyliśmy napięcia na poszczególnych elementach układu. Na podstawie otrzymanych wartości dokonaliśmy obliczeń zgromadzonych na okładkach ładunków a następnie energii wydzielonej na każdym kondensatorze.
Rozbieżności powstałe między obliczeniami teoretycznymi a praktycznymi pomiarami zostały spowodowane niedokładnością przyrządów lub błędnym odczytem wskazań mierników. Musimy także wziąć pod uwagę to, iż część energii została przekształcona na ciepło wydzielane na rezystancji przewodów oraz rezystancji dołączonego opornika .