POMIAR POJEMNOŚCI METODĄ TECHNICZNĄ

Cel ćwiczenia

-

poznanie metody technicznej pomiaru pojemności,

-

poznanie zasad doboru odpowiedniego układu pomiarowego w zależności od wartości

impedancji mierzonej,

-

umiejętność obliczenia ( lub oszacowania ) błędu metody pomiarowej.

Wprowadzenie teoretyczne

Metoda techniczna pomiaru pojemności polega na wykorzystaniu pomiaru napięcia i

natężenia prądu do wyznaczenia impedancji kondensatora (lub układu kondensatorów).
Impedancję można określić znając napięcie i natężenie prądu

I

U

Z



.

Wiadomo również, że impedancję kondensatora można wyznaczyć z zależności:

2

2

C

X

R

Z





.

Przyjmując, że R << X

C

można napisać:

X

C

I

U



’

a to oznacza, że

fC

I

U



2

1



,

czyli

fU

I

C



2



.

Znając więc napięcie, natężenie i częstotliwość przebiegu można wyznaczyć

pojemność kondensatora (lub układu kondensatorów).

Warto pamiętać, że pojemność zastępczą układu kondensatorów połączonych

szeregowo wyznacza się z wzoru:







n

k

k

zast

C

C

2

1

1

.

Natomiast pojemność zastępczą układu kondensatorów połączonych równolegle

wyznacza się z zależności:







n

k

k

zast

C

C

2

.

Zadania pomiarowe

1.

Połączyć układ pomiarowy do pomiaru pojemności wg rys. poniżej,

2.

Dokonać doboru odpowiedniego układu pomiarowego w zależności od wartości

impedancji mierzonej, w obwodach DC było:

a) R

X

<

V

A

R

R

b) R

X

>

V

A

R

R

)

3.

Wykonać pomiary prądów i napięć przy zadanej częstotliwości napięcia zasilającego

4.

Wyniki pomiarów zapisać w tabeli nr 1,

5.

Uzupełnić tabelę obliczeniami

Schemat układu pomiarowych

Rys.1. Schemat układu pomiarowego do pomiaru pojemności metodą techniczną.


Tabela 1 f=.............. Hz

C1=........ C2=..........

C3=............. Cszer=....... Crówn=.........

U

V

U

V

I

mA

I

mA

C



F

C



F

Cśr



F

Cśr



F

Opracowanie wyników

Pomiary pojemności:



Porównać otrzymane wyniki pomiarów z przewidywanymi



Wyjaśnić różnice w wynikach



Przedyskutować słuszność wzorów używanych do wyznaczania pojemności zastępczej

układu kondensatorów

Pytania:

1.

znać schemat i wzory

2.

rozumieć działanie układu

3.

znać zasadę wyboru układu pomiarowego, umieć ją zastosować

4. wi

edzieć od czego zależy pojemność kondensatora

5. Znać wzory służące do obliczania pojemności zastępczej

A

V

Generator

Z

X

Badany kondensator lub
układ kondensatorów