IWB	Temat: Wyznaczanie pojemności kondensatora metodą pomiaru czasu rozładowania	11.03.2009r
Nr. Ćw. 2	Rafał Szymanek

1. Opis zagadnienia:

W pomiarach pojemności kondensatorów powszechnie stosuje się różnego rodzaju mostki prądu przemiennego. Istnieją jednak pewne typy kondensatorów (np. kondensatory elektrolityczne), których polarność nie pozwala na włączenie w obwód mostka prądu zmiennego. Pojemność tego typu kondensatorów wyznacza się innymi metodami. Jedna z nich polega na pomiarze czasu rozładowania kondensatora. W metodzie tej wykorzystuje się równanie krzywej rozładowania kondensatora.

Wykonanie ćwiczenia:

Do zacisków C układu pomiarowego podłączyć kondensator A, o nieznanej pojemności,

Przełącznik K ustawić w pozycji rozładowanie i włączyć układ pomiarowy do sieci,

Przełączyć na kilka sekund przełącznik K w pozycję ładowanie,

Równocześnie z włączeniem stopera przełączyć przełącznik K na pozycje rozładowanie,

Zatrzymać stoper w momencie zgaśnięcia diod sygnalizacyjnych,

Zmienić kondensator na inny o nieznanej pojemności Bi C i postępować jak wyżej,

Analogicznie jak w punktach wyżej postępować z pomiarami dla kondensatorów o znanej pojemności, Wyniki pomiarów zapisać do tabeli.

Na podstawie otrzymanych wyników wykreślić zależność t=f(C) i przeprowadzić graficzną dyskusje błędu,

Korzystając z wyznaczonej uprzednio zależności czasu rozładowania kondensatora od jego pojemności, określić pojemnośc badanych kondensatorów A,B,C,

Wyznaczyć pojemność kondensatorów A,B,C na podstawie zależności.

1. Tabela pomiarowa podpisana przez prowadzącego

2. Tabela pomiarowa

Pojemność C [µF]	Czas rozładowanie [s]
	t1
A	1,53
B	13,96
C	30,29
2,18	30,46
2,2	30,61
2,3	32,06
2,4	33,32
2,5	34,64
3	41,93
3,2	44,57
3,4	47,18
3,6	50,06
4	55,69

1. Wykres

2. Rachunek i dyskusja części pomiarowych

Wyznaczam pojemność nieznanych kondensatorów A,B,C z zależności :

gdzie :

pojemność nieznanego kondensatora

pojemność kondensatora równa = 0,8 μF

czas rozładowania kondensatora równy = 11,4 [ s ]

czas rozładowania nieznanego kondensatora

Rachunek błędu:

Δdt obliczamy ze wzoru: Δdt= tśr * 0,01 [s] ΔdC obliczamy ze wzoru: ΔdC= C * 0,03 []

Przykładowe obliczenia:

Δdta= 1,47 * 0,01= 0,0147 [s] ΔdCa= 0,1 * 0,03= 0,003 []

Δdtb= 13,88 * 0,01= 0,1388 [s] ΔdCb= 1 * 0,03= 0,03 []

Δdtc= 30,24 * 0,01= 0,3024 [s] ΔdCc= 2,15 * 0,03= 0,0645 []

Δdt 2,18= 30,40 * 0,01= 0,304 [s] ΔdC2,18= 2,18 * 0,03= 0,0654 []

Reszta wyników według powyższych wzorów:

C	tśr	Δdt	C	ΔdC
a=0,1	1,47	0,0147	0,1	0,003
b=1	13,88	0,1388	1	0,03
c=2,15	30,24	0,3024	2,15	0,0645
2,18	30,4	0,304	2,18	0,0654
2,2	30,6	0,306	2,2	0,066
2,3	31,97	0,3197	2,3	0,069
2,4	33,33	0,3333	2,4	0,072
2,5	34,66	0,3466	2,5	0,075
3	41,85	0,4185	3	0,09
3,2	44,53	0,4453	3,2	0,096
3,4	47,24	0,4724	3,4	0,102
3,6	50,08	0,5008	3,6	0,108
4	55,69	0,5569	4	0,12

Przykładowe obliczenia:

Reszta wyników ze wzoru powyżej:

kąt ᵠ	dy	dx		u(y)
ᵠ1	3,94	54,53	0,0723	0,0002
ᵠ2	3,04	42,12	0,0722	0,0022
ᵠ3	1,89	25,76	0,0734	0,0047
ᵠ4	1,86	25,6	0,0727	0,0048
ᵠ5	1,84	25,4	0,0724	0,0048
ᵠ6	1,74	24,03	0,0724	0,0050
ᵠ7	1,64	22,67	0,0723	0,0052
ᵠ8	1,54	21,34	0,0722	0,0054
ᵠ9	1,04	14,15	0,0735	0,0066
ᵠ10	0,84	11,47	0,0732	0,0070
ᵠ11	0,64	8,76	0,0731	0,0075
ᵠ12	0,44	5,92	0,0743	0,0080
ᵠ13	0,04	0,31	0,1290	0,0155

Us(y)=$\sqrt{\left\lbrack u\left( y \right)\varphi 1 \right\rbrack^{2} + {\lbrack u\left( y \right)\varphi 2\rbrack}^{2} + {\lbrack u\left( y \right)\varphi 3\rbrack}^{2} + \ldots}$

$$+ \sqrt{\left\lbrack 0,0066 \right\rbrack^{2} + \left\lbrack 0,0070 \right\rbrack^{2} + \left\lbrack 0,0075 \right\rbrack^{2} + \left\lbrack 0,0080 \right\rbrack^{2} + \left\lbrack 0,0155 \right\rbrack^{2}} = 0,02464366$$

1. Wnioski

W ćwiczeniu wyznaczyliśmy pojemność nieznanych kondensatorów X,Y,Z metodą pomiaru czasu rozładowania . Wyniki zostały otrzymane z obliczeń oraz z charakterystyki czasu rozładowania kondensatora od jego pojemności . Z wykresu widać , że charakterystyka ta ma charakter liniowy .

WYNIKI OTRZYMANE Z WYKRESU :

WYNIKI OTRZYMANE Z OBLICZEŃ :