53, Cwiczenie 53 d, Piotr Biernat 15.10.96.


Piotr Biernat 22.10.96.

Laboratorium z fizyki ogólnej

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 53

Temat ćwiczenia: Sprawdzanie prawa Ohma dla prądu przemiennego

Program ćwiczenia :

1. Pomiar indukcyjności i przesunięcia fazowego na cewkach

2. Pomiar pojemności i przesunięcia fazowego na kondensatorach

3. Sprawdzenie prawa Ohma dla prądu zmiennego

Przyrządy pomiarowe :

1. Multimetr G -1007.500 , na zakresie 200mA, ±(1.25% + 4 cyfry)

2. Woltomierz LE-1 klasy 0.5 na zakresie 30V

3. Dekada rezystancyjna klasy 0.1

Wstęp

Prawo Ohma U=R*I słuszne dla prądu stałego, przyjmuje dla prądu zmiennego postać U = Z*I , gdzie Z jest całkowitą impedancją uwzględniającą zarówno wpływ rezystancji jak i reaktancji układu :

Jeżeli oznaczymy : U=Uosin ωt oraz I=Iosin (ωt-ϕ),

to wartość przesunięcia fazowego wyrazi się przez :

tg ϕ = , czyli przez stosunek reaktancji do rezystancji ( jeszcze inaczej mówiąc : stosunek części biernej do części aktywnej rezystancji ).

ad. 1) Pomiar pojemnności

Układ pomiarowy :

Stosowane rezystancje :

R [Ω]

ΔR [Ω]

R1

300

0.30

R2

360

0.36

R3

450

0.45

Dla pomiaru napięcia błąd ΔU= = 0.5*30/100 = 0.15 V

Dla pomiaru prądu błąd ΔI= +4*waga ost. pozycji

Wyniki pomiarów :

Dla C1 :

R [Ω]

U [V]

I [mA]

ΔI [mA]

C1 [μF]

ΔC1[μF]

δC1 [%]

ϕ [ *]

Δϕ [ *]

300

20

43.7

0.9

9.21

0.48

5.19

49

1.5

300

25

54.8

1.1

9.26

0.43

4.62

49

1.3

300

30

66.1

1.2

9.35

0.40

4.26

49

1.2

360

20

40.1

0.9

9.22

0.59

6.37

44

1.9

360

25

50.3

1.0

9.29

0.53

5.68

44

1.7

360

30

60.6

1.2

9.37

0.49

5.23

43

1.5

Wartość średnia pojemności : C1=9.3 μF, <ΔC1>=Σ ΔC1=0.47μF

Dla C2 :

R [Ω]

U [V]

I [mA]

ΔI [mA]

C2 [μF]

ΔC2[μF]

δC2 [%]

ϕ [ *]

Δϕ [ *]

300

20

31.5

0.8

5.6

0.24

4.24

62

1.0

300

25

39.7

0.9

5.7

0.21

3.73

62

0.9

300

30

48.0

1.0

5.8

0.20

3.39

61

0.8

360

20

30.2

0.8

5.7

0.27

4.76

57

1.3

360

25

38.0

0.9

5.7

0.24

4.19

57

1.1

360

30

45.8

1.0

5.8

0.22

3.80

57

1.0

Wartość średnia pojemności : C2=5.8 μF, <ΔC2> = Σ ΔC2=0.23μF

Dla C3 :

R [Ω]

U [V]

I [mA]

ΔI [mA]

C3 [μF]

ΔC3[μF]

δC3 [%]

ϕ [ *]

Δϕ [ *]

300

20

27.3

0.7

4.8

0.65

13.68

66

3.0

300

25

34.3

0.8

4.8

0.52

10.92

66

2.4

300

30

41.6

0.9

4.9

0.44

9.06

65

2.0

450

20

25.1

0.7

4.8

0.88

18.11

56

4.9

450

25

31.5

0.8

4.9

0.71

14.50

55

3.9

450

30

38.0

0.9

4.9

0.59

12.09

55

3.3

Wartość średnia pojemności : C3=4.8 μF, <ΔC3>= Σ ΔC3=0.63μF

Przy czym :

,

ΔC=dC/dUsk*ΔUsk+dC/dIsk*ΔIsk+dC/dRL*ΔRL+dC/dR*ΔR)

ΔC=*(Usk/Isk2ΔUsk +Usk2/Isk3*ΔIsk+ +(RL+R)(ΔR+ΔRL))

ϕ =

Δϕ =

ad. 2) Pomiar indukcyjności

Układ pomiarowy :

Wartości rezystancji szeregowych cewek :

R [Ω]

ΔR [Ω]

RL1

187

1.0

RL2

202

1.0

RL3

153

1.0

Wyniki pomiarów :

Dla L1 :

R [Ω]

U [V]

I [mA]

ΔI [mA]

L1 [μH]

ΔL1[mH]

δL1 [%]

ϕ [ *]

Δϕ [ *]

300

20

38.6

1.3

563

158

28

20

5.2

300

25

48.3

1.1

558

142

25

20

4.7

300

30

57.5

1.0

596

124

21

21

4.0

Wartość średnia pojemności : L1=572 mH, <ΔL1> = Σ ΔL1=141mH

Dla L2 :

R [Ω]

U [V]

I [mA]

ΔI [mA]

L2 [μH]

ΔL2[mH]

δL2 [%]

ϕ [ *]

Δϕ [ *]

300

20

35.6

1.0

803

133

17

27

3.9

300

25

44.3

0.8

821

116

14

27

3.4

300

30

53.2

0.8

818

107

13

27

3.1

360

20

32.0

1.1

870

157

18

26

4.1

360

25

40.6

1.0

801

146

18

24

3.9

360

30

48.2

0.9

851

128

15

25

3.4

Wartość średnia pojemności : L2=827 mH, <ΔL2>= Σ ΔL2=131mH

Dla L3 :

R [Ω]

U [V]

I [mA]

ΔI [mA]

L3 [mH]

ΔL3[mH]

δL3 [%]

ϕ [ *]

Δϕ [ *]

300

20

35.9

0.7

1032

101

10

36

2.7

300

25

45.0

0.7

1024

89

9

35

2.4

300

30

54.1

0.6

1018

82

8

35

2.3

360

20

29.0

0.7

1467

116

8

42

2.3

360

25

36.3

0.6

1463

102

7

42

2.1

360

30

43.3

0.6

1482

93

6

42

1.9

Wartość średnia pojemności : L3=1248 mH, <ΔL3> = Σ ΔL3=97 mH

Przy czym :

,

ΔL=dL/dUsk*ΔUsk+dL/dIsk*ΔIsk+dL/dRL*ΔRL+dL/dR*ΔR)

ΔL= * (Usk/Isk2ΔUsk + Usk2/Isk3*ΔIsk +(RL+R)(ΔR+ΔRL))

ϕ =

Δϕ=

ad. 3) Sprawdzanie prawa Ohma

Układ pomiarowy :

Wyniki pomiarów :

R

L

C

U

I

Z1

ΔZ1

Z2

ΔZ2

ϕ

Δϕ

300

572

9.3

20

37.7

530.5

16.24

513.6

30.09

-18.5

6.5

300

572

9.3

25

47.1

530.8

14.33

513.6

30.09

-18.5

6.5

300

572

9.3

30

57.2

524.5

12.85

513.6

30.09

-18.5

6.5

360

572

9.3

20

34.1

586.5

18.61

570.8

27.28

-16.6

5.9

360

572

9.3

25

42.8

584.1

16.27

570.8

27.28

-16.6

5.9

360

572

9.3

30

51.8

579.2

14.61

570.8

27.28

-16.6

5.9

450

572

9.3

20

29.8

671.1

22.43

657.6

23.96

-14.4

5.2

450

572

9.3

25

37.3

670.2

19.59

657.6

23.96

-14.4

5.2

450

572

9.3

30

45.2

663.7

17.49

657.6

23.96

-14.4

5.2

300

827

9.3

20

37.8

529.1

16.18

508.8

15.46

-9.4

6.5

300

827

9.3

25

47.6

525.2

14.13

508.8

15.46

-9.4

6.5

300

827

9.3

30

57.1

525.4

12.87

508.8

15.46

-9.4

6.5

360

827

9.3

20

34.1

586.5

18.61

568.1

14.06

-8.4

5.8

360

827

9.3

25

42.7

585.5

16.32

568.1

14.06

-8.4

5.8

360

827

9.3

30

51.2

585.9

14.83

568.1

14.06

-8.4

5.8

450

827

9.3

20

29.5

678.0

22.75

657.3

12.42

-7.3

5.0

450

827

9.3

25

37.1

673.9

19.73

657.3

12.42

-7.3

5.0

450

827

9.3

30

44.4

675.7

17.91

657.3

12.42

-7.3

5.0

300

1248

9.3

20

41.1

486.6

14.47

455.6

8.57

6.2

6.0

300

1248

9.3

25

51.8

482.6

12.66

455.6

8.57

6.2

6.0

300

1248

9.3

30

62.0

483.9

11.59

455.6

8.57

6.2

6.0

360

1248

9.3

20

36.8

543.5

16.78

515.3

7.81

5.4

5.3

360

1248

9.3

25

46.0

543.5

14.78

515.3

7.81

5.4

5.3

360

1248

9.3

30

55.3

542.5

13.42

515.3

7.81

5.4

5.3

450

1248

9.3

20

31.6

632.9

20.67

605.0

6.95

4.6

4.5

450

1248

9.3

25

39.4

634.5

18.18

605.0

6.95

4.6

4.5

450

1248

9.3

30

47.4

632.9

16.42

605.0

6.95

4.6

4.5

300

572

5.8

20

31.2

641.0

21.04

613.3

55.47

-37.4

4.8

300

572

5.8

25

39.4

634.5

18.18

613.3

55.47

-37.4

4.8

300

572

5.8

30

47.5

631.6

16.37

613.3

55.47

-37.4

4.8

360

572

5.8

20

29.3

682.6

22.97

661.9

51.57

-34.3

4.7

360

572

5.8

25

36.4

686.8

20.25

661.9

51.57

-34.3

4.7

360

572

5.8

30

44.2

678.7

18.02

661.9

51.57

-34.3

4.7

450

572

5.8

20

26.5

754.7

26.49

738.0

46.50

-30.3

4.4

450

572

5.8

25

33.0

757.6

23.20

738.0

46.50

-30.3

4.4

450

572

5.8

30

39.8

753.8

20.77

738.0

46.50

-30.3

4.4

300

827

5.8

20

32.6

613.5

19.80

581.0

43.22

-30.2

5.3

300

827

5.8

25

40.9

611.2

17.29

581.0

43.22

-30.2

5.3

300

827

5.8

30

49.3

608.5

15.59

581.0

43.22

-30.2

5.3

360

827

5.8

20

30.1

664.5

22.12

633.6

39.82

-27.5

5.0

360

827

5.8

25

37.7

663.1

19.30

633.6

39.82

-27.5

5.0

360

827

5.8

30

45.7

656.5

17.23

633.6

39.82

-27.5

5.0

300

572

5.8

20

35.7

560.2

17.48

613.3

55.47

-37.4

4.8

300

572

5.8

25

44.8

558.0

15.31

613.3

55.47

-37.4

4.8

300

572

5.8

30

54.1

554.5

13.80

613.3

55.47

-37.4

4.8

300

572

4.8

20

28

714.3

24.49

682.5

63.62

-44.5

7.7

300

572

4.8

25

35.3

708.2

21.13

682.5

63.62

-44.5

7.7

300

572

4.8

30

42.7

702.6

18.88

682.5

63.62

-44.5

7.7

300

827

4.8

20

29.4

680.3

22.86

640.7

52.85

-38.4

8.8

300

827

4.8

25

37

675.7

19.80

640.7

52.85

-38.4

8.8

300

827

4.8

30

44.6

672.6

17.80

640.7

52.85

-38.4

8.8

300

572

4.8

20

32

625.0

20.31

682.5

63.62

-44.5

7.7

300

572

4.8

25

40

625.0

17.81

682.5

63.62

-44.5

7.7

300

572

4.8

30

48.8

614.8

15.80

682.5

63.62

-44.5

7.7

Z1= , ΔZ1=(dZ1/dU)*ΔU+(dZ1/dI)*ΔI= ΔU/I + U/I2*ΔI

Z2=

ΔZ2=

tg ϕ = ,

Δϕ=

Wnioski

Charakterystyczną cechą dla przeprowadzonych pomiarów jest ich mała dokładność, która wynika przede wszystkim z faktu, że były to wszystko pomiary pośrednie.

Zaobserwowano zgodność (w granicach błędu) prawa Ohma dla impedancji liczonej z definicji Z2 i impedancji wyznaczonej ze stosunku Usk/Isk.

~220V

mA

V

R

C

~220V

mA

V

R

L

~220V

mA

V

R

L

C



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
47, Cwiczenie 47, _Piotr Biernat _
21, Cwiczenie 21, _Piotr Biernat _
LABFIZ52, Piotr Biernat
44, 44B, Piotr Biernat
LABFIZ11, Piotr Biernat
LABFIZ01 2, Piotr Biernat
Ćwiczenie 1 2 09 15 10 2011
Ćwiczenia z 15.10.2010 (piątek) D. Pikulska, UJK.Fizjoterapia, - Notatki - Rok I -, Język łaciński
Ćwiczenia 15.10.2010 (piątek) mgr G. Lis, UJK.Fizjoterapia, - Notatki - Rok I -, Rozwój Biologiczny
[ćwiczenia] 15.10.09 Fizyczne czynniki ryzyka zdrowotnego, Ratownictwo medyczne, Ratownictwo, higien
Ćwiczenie Chemia 1 (11 10 – 15 10 2010 r )
Ćwiczenia z 15.10.2010 (piątek) A. Fryczkowski, tabelki i notatki
Ćwiczenie Chemia 1 (11.10. – 15.10.2010 r.)
Ćwiczenie 1 2 09 15 10 2011

więcej podobnych podstron