I rok INFORMATYKA |
Krzysztof Staś |
95.03.24 |
Nr 16 |
Temat : Wyznaczanie pojemności kondensatora metodą pomiaru czasu rozładowania . |
|
1. Opis ćwiczenia.
Schemat układu służącego do wyznaczania pojemności kondensatorów metodą pomiaru czasu rozładowania :
Przy zamknięcia klucza K , kondensator C zostaje naładowany do napięcia 45V . Ujemnie naładowana okładka kondensatora jest połączona z siatką triody , co powoduje , że lampa jest „zatkana”. Po otwarciu klucza K , kondensator C rozładowuje się poprzez opornik R2 . Kiedy napięcie na kondensatorze obniży się na tyle , że trioda zacznie prze-wodzić prąd - zaświeci się neonówka . Czas , który upłynie od chwili otwarcia klucza K do zapalenia neonówki (odblokowanie triody) jest miarą pojemności badanego kondensatora
2. Przebieg ćwiczenia.
W miejsce kondensatora C należało włączyć pojemność dekadową . Zmieniając wartość pojemności od 0,1 do 1,2μF co 0,1μF należało mierzyć stoperem czas od chwili przerwania obwodu ładowania do momentu zapalenia neonówki .
Na podstawie otrzymanych wyników należało wykreślić zależność t=f(C) , którą można przyjąć za krzywą cechowania układu pomiarowego .
Następnie należało przeprowadzić pomiary dla trzech nieznanych pojemności X,Y,Z
i z krzywej cechowania wyznaczyć ich parametry .
3. Tabela pomiarów.
Pojemność C[μF] |
Czas rozładowania t[s] |
Błąd bezwzględny ΔC[μF] |
0,1 |
1,6 |
0,005 |
0,2 |
2,8 |
0,010 |
0,3 |
4,0 |
0,015 |
0,4 |
5,2 |
0,020 |
0,5 |
6,3 |
0,025 |
0,6 |
7,5 |
0,030 |
0,7 |
8,9 |
0,035 |
0,8 |
10,1 |
0,040 |
0,9 |
11,3 |
0,045 |
1,0 |
12,5 |
0,050 |
1,1 |
13,9 |
0,055 |
1,2 |
15,0 |
0,060 |
X |
13,5 |
0,053 |
Y |
6,7 |
0,027 |
Z |
4,1 |
0,017 |
4.Błędy i obliczenia .
Nieznane pojemności oraz ich błędy wyznaczono w oparciu o poniższe zależności :
[1]
gdzie C0 = 0,8 μF , t0 = 10,1 s , , Δt = 0,5 s .
Stąd : X= 1,07 ± 0,15 μF
Y= 0,53 ± 0,10μF
Z= 0,33 ± 0,07 μF
5.Charakterystyka .
Chrakterystykę aproksymowano metodą najmniejszych kwadratów poniższą zależnością :
[2] t(C) = B⋅C + A
gdzie B = 12,2413 A = 0,3015 .
6.Wnioski z ćwiczenia.
Współczynnik korelacji wyznaczonej zależności ( r = 0,9997 ) świadczy o dużej dokładności metody wyznaczania pojemności kondensatorów przy prądach stałych . Dzięki temu uzyskany wykres można traktować jako dobrą krzywą cechowania . Dowodem na to są niewielkie różnice pomiędzy wynikami uzyskanymi ze wzoru [1] a [2] . Wynoszą one odpowiednio : Xr = 0,01 μF , Yr = 0,01 μF , Zr = 0,02 μF .