Wszystkich obliczeń na podstawie otrzymanych wyników dokonywałem przy pomocy programu Microsoft Excel, wykresy również zostały wykonane w tym programie. Poniżej przedstawiam wyniki oraz uzyskane obliczenia dla poszczególnych pomiarów:
PUNKT a) OBLICZENIA
Pomiarów dokonywałem przy stałej wartości kondensatora C = C1, natomiast zmieniana była wartość opornika R. Badane były właściwości filtra dolnoprzepustowego.
Kąt fazowy obliczany był ze wzoru: $= arc\ sin\frac{a}{b}$
Wartość wzmocnienia ze wzoru: $K_{u}\left( f \right) = 20lg\frac{U_{2}}{U_{1}}$ przy stałej wartości U1 = 1,5 V.
Wartości kątów fazowych są wyrażone w radianach.
R=0,1MΩ =100kΩ ; C=C1 | |
---|---|
L.P | f [Hz] |
1 | 20 |
2 | 38,6 |
3 | 52,7 |
4 | 65,3 |
5 | 77,2 |
6 | 124,4 |
7 | 180,2 |
8 | 256,3 |
9 | 393 |
10 | 709 |
R=47kΩ ; C=C1nF | |
L.P | f [Hz] |
1 | 20 |
2 | 27 |
3 | 32,3 |
4 | 37,1 |
5 | 43 |
6 | 65,7 |
7 | 96,1 |
8 | 142 |
9 | 237 |
R=20kΩ ; C=C1nF | |
L.P | f [Hz] |
1 | 20 |
2 | 42,6 |
3 | 55,7 |
4 | 68,4 |
5 | 80,7 |
6 | 127,4 |
7 | 185 |
8 | 268 |
9 | 412 |
10 | 749 |
Przy pomocy wzoru = − arc tgRC obliczyłem wartość kondensatora C1 dla filtru dolnoprzepustowego z R=20kΩ. Przekształcając wzór do postaci: $C = \frac{tg\ ( - )}{2\text{fR}}$ obliczyłem wartość kondensatora C1 dla zaznaczonych częstotliwości czyli dla: 20; 55,7; 80,7; 412[Hz] i z otrzymanych wyników wyciągnąłem wartość średnią arytmetyczną: 5,85691E-08 Czyli C1 = 58,6 nF |
---|
L.P |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
PUNKT a) WYKRESY
PUNKT b) OBLICZENIA
Pomiarów dokonywałem przy stałej wartości opornika R=20kΩ, natomiast zmieniana była wartość kondensatora C. Badane były właściwości filtra dolnoprzepustowego.
Kąt fazowy obliczany był ze wzoru: $= arc\ sin\frac{a}{b}$
Wartość wzmocnienia ze wzoru: $K_{u}\left( f \right) = 20lg\frac{U_{2}}{U_{1}}$ przy stałej wartości U1 = 1,5 V.
Wartości kątów fazowych są wyrażone w radianach.
R=20kΩ ; C=10nF | |
---|---|
L.P | f [Hz] |
1 | 20 |
2 | 207 |
3 | 312,4 |
4 | 386 |
5 | 453 |
6 | 732 |
7 | 1055 |
8 | 1511 |
9 | 2255 |
10 | 4053 |
R=20kΩ ; C=47nF | |
L.P | f [Hz] |
1 | 20 |
2 | 47 |
3 | 67,2 |
4 | 84,6 |
5 | 100 |
6 | 155,2 |
7 | 230 |
8 | 328 |
9 | 490,3 |
10 | 877 |
R=20kΩ ; C=0,1μF | |
---|---|
L.P | f [Hz] |
1 | 20 |
2 | 29 |
3 | 38,4 |
4 | 46 |
5 | 53,4 |
6 | 82,9 |
7 | 118,1 |
8 | 171,2 |
9 | 263,8 |
10 | 506 |
R=20kΩ ; C=C1nF | |
L.P | f [Hz] |
1 | 20 |
2 | 42,6 |
3 | 55,7 |
4 | 68,4 |
5 | 80,7 |
6 | 127,4 |
7 | 185 |
8 | 268 |
9 | 412 |
10 | 749 |
PUNKT a) WYKRESY
Wnioski: Zadaniem filtra dolnoprzepustowego RC jest przepuszczanie częstotliwości małych oraz tłumienie częstotliwości dużych. Jednym z celów przeprowadzenia ćwiczenia było zaobserwowanie odpowiednich wniosków, aby odpowiedzieć na następujące pytanie: Jak wpływa zmiana wartości: odpowiednio R i C na zachowanie się filtra? Otóż zaobserwowałem, że przy stałej wartości pojemności kondensatora i zmiennej wartości rezystora częstotliwość wzrasta. Wzrasta szybciej przy mniejszej wartości rezystancji. Przy stałej wartości rezystancji a zmiennej wartości pojemności częstotliwość również wzrasta i również wzrasta szybciej przy mniejszych wartościach pojemności. Zależność tą oddaje wzór: $f_{\max} = \frac{1}{2\text{RC}}$ . Wartość pojemności kondensatora oraz oporu rezystora są odwrotnie proporcjonalne do częstotliwości. Wykonane charakterystyki częstotliwościowe wzmocnienia oraz charakterystyki częstotliwościowe przesunięcia fazowego są bardzo zbliżone do charakterystyk teoretycznych. Nieścisłości charakterystyk wykonanych pomiarowo z charakterystykami teoretycznymi wynikać mogą z błędów pomiarowych.