15.04.2013r. | Wyznaczanie pojemności kondensatora metodą pomiaru czasu rozładowania | Ćw. 24 |
---|---|---|
Mechanika i Budowa Maszyn | Rafał Freier |
Wprowadzenie
W pomiarach pojemności kondensatorów powszechnie stosuje się różnego rodzaju mostki prądu zmiennego . Istnieją jednak pewne typy kondensatorów 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.
Schemat i przebieg wykonanego ćwiczenia. (rys 18.2)
Przy zamknięcia klucza K , kondensator C zostaje naładowany do odpowiedniego napięcia. 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. Kiedy napięcie na kondensatorze obniży się na tyle , że trioda zacznie przewodzić prąd - zaświeci się lampka . Czas , który upłynie od chwili otwarcia klucza K do zapalenia lampki (odblokowanie triody) jest miarą pojemności badanego kondensatora.
Tabela
Pojemność C [uF] | czas rozładowania [s] |
---|---|
t1 | |
A (X) | 1,5 |
B (Y) | 13,94 |
C (Z) | 30,41 |
0.1 | 1,56 |
0.2 | 2,9 |
0.4 | 5,59 |
0.6 | 8,38 |
0.8 | 11,2 |
1.0 | 13,74 |
1.2 | 16,68 |
1.4 | 19,43 |
1.6 | 22,32 |
1.8 | 24,91 |
2.0 | 27,98 |
2.2 | 30,7 |
Wyznaczam pojemność nieznanych kondensatorów X,Y,Z z podanej zależności :
gdzie :
pojemność nieznanego kondensatora
pojemność kondensatora równa = 0,8 μF
czas rozładowania kondensatora równy = 10,98 [ s ]
czas rozładowania nieznanego kondensatora
Błąd wyznaczenia pojemności nieznanych kondensatorów obliczam metodą różniczki zupełnej .
; = 0,01s
W ćwiczeniu wyznaczyliśmy pojemność nieznanych nam kondensatorów A,B,C (X,Y,Z) metodą pomiaru czasu rozładowania . Wyniki zostały otrzymane z obliczeń oraz z charakterystyki czasu rozładowania kondensatora od jego pojemności . Z załączonego wykresu widać , że charakterystyka ta ma charakter liniowy. Przy obliczeniach braliśmy pod uwagę niepewność oka obserwatora i niepewność pomiarową urządzenia – stopera.