Wykonanie ćwiczenia:
1. Zestawić
obwód elektryczny według schematu, włączając w obwód
kondensator o nieznanej pojemności
.
2. Włączyć oscyloskop oraz generator. Na ekranie widoczny będzie obraz przebiegu sinusoidalnego.
Zrównoważyć mostek – doprowadzić do uzyskania możliwie najmniejszej amplitudy przebiegu na ekranie oscyloskopu, w następujący sposób:
3. Włączyć oscyloskop oraz generator. Na ekranie widoczny będzie obraz przebiegu sinusoidalnego.
Zrównoważyć mostek – doprowadzić do uzyskania możliwie najmniejszej amplitudy przebiegu na ekranie oscyloskopu, w następujący sposób:
SPOSÓB II:
a) ustawić potencjometr w pobliżu 400 działek na skali,
b) na kondensatorze dekadowym tak dobrać wartość pojemności C, aby uzyskać zgrubne zrównoważenie mostka – aby amplituda przebiegu obserwowanego na ekranie była jak najmniejsza,
c) poprzez regulację potencjometrem zrównoważyć precyzyjnie mostek – amplituda przebiegu powinna zmaleć do zera.
4. Odczytać i
zanotować wartości
oraz
.
Powtórzyć pomiary z punktów b) i c) dla potencjometru ustawionego
na 500 i 600 działkach.
5. Wyniki pomiarów i obliczeń zanotować w tabeli:
Oznaczenie kondensatora |
|
|
|
|
|
|
1 |
0,52 |
400 |
0,347 |
0,341 |
0,00528 |
|
0,34 |
500 |
0,34 |
0,00139 |
|||
0,225 |
600 |
0,338 |
0,00389 |
|||
2 |
0,075 |
400 |
0,05 |
0,049 |
0,001 |
|
0,049 |
500 |
0,049 |
0 |
|||
0,032 |
600 |
0,048 |
0,001 |
|||
3 |
0,645 |
400 |
0,43 |
0,43 |
0,00033 |
|
0,435 |
500 |
0,435 |
0,00467 |
|||
0,284 |
600 |
0,426 |
0,00433 |
|||
1+2 szer. [0,0428] |
0,065 |
400 |
0,043 |
0,042 |
0,00089 |
|
0,042 |
500 |
0,042 |
0,00044 |
|||
0,028 |
600 |
0,042 |
0,00044 |
|||
1+2 równ. [0,39] |
0,59 |
400 |
0,393 |
0,391 |
0,00222 |
|
0,39 |
500 |
0,39 |
0,00111 |
|||
0,26 |
600 |
0,39 |
0,00111 |
|||
1+3 szer. [0,19] |
0,285 |
400 |
0,19 |
0,19 |
0,00033 |
|
0,19 |
500 |
0,19 |
0,00033 |
|||
0,126 |
600 |
0,189 |
0,00067 |
|||
1+3 równ. [0,771] |
1,16 |
400 |
0,773 |
0,773 |
0,00056 |
|
0,78 |
500 |
0,78 |
0,00722 |
|||
0,51 |
600 |
0,765 |
0,00778 |
|||
2+3 szer. [0,044] |
0,066 |
400 |
0,044 |
0,044 |
0,00017 |
|
0,044 |
500 |
0,044 |
0,00017 |
|||
0,029 |
600 |
0,044 |
0,00033 |
|||
2+3 równ. [0,479] |
0,72 |
400 |
0,48 |
0,48 |
0 |
|
0,48 |
500 |
0,48 |
0 |
|||
0,32 |
600 |
0,48 |
0 |
Dla połączeń kondensatorów obliczam pojemności zastępczą z odpowiednich wzorów (zamieszczone w konspekcie). Wyniki umieściłem w nawiasach kwadratowych pod oznaczeniem kondensatora.
Wartości
obliczam
ze wzoru:
Wartości
średnie
obliczam ze średniej arytmetycznej (krótka seria pomiarowa).
obliczam jako wartość bezwzględną różnicy wartości średniej
i wartości
.
Uwagi:
Po przeanalizowaniu otrzymanych wyników, stwierdziłem, że mogę zastosować zaokrąglenie wyników znajdujących się na pozycjach dalszych niż 3-e miejsce po przecinku, ponieważ nie mają one większego wpływu na otrzymane wyniki oraz nie wpływają drastycznie na obliczenia błędu.
Wnioski:
Metoda pomiaru za pomocą mostku Wheatstone’a, jest metodą bardzo dokładną. Błąd bezwzględny pomiarów jest nieznaczący
Głównymi przyczynami występowania błędów w pomiarach mostkami prądu zmiennego są:
niedokładność elementów wzorcowych użytych w ramionach mostka
niedostateczna czułość układu
sprzężenie pojemnościowe i indukowane
zmiany wartości znamionowych