Małgorzata
Papierowska
Rok I grupa 4 budownictwo
Ćwiczenie 44
Temat: Wyznaczanie współczynnika samoindukcji cewki i pojemności kondensatora
Wyznaczanie oporu omowego cewki
W celu wyznaczenia oporu omowego cewki łączymy obwód wg. Schematu na rysunku.
Odczytujemy natężenie i napięcie; pomiary wykonujemy 3-krotnie, zmieniając ustawienie potencjometru regulującego napięcie wyjściowe zasilacza (zakres przyrządu pomiarowego dobieramy tak, aby wychylenie wskazówki nie było niższe niż 1/3 skali). Obliczamy opór omowy:
Ri = Ui / Ii i = 1,2,3
Nr pomiaru i |
1 |
2 |
3 |
Napięcie Ui [V] |
2,45 |
3,2 |
6 |
Natężenie Ii [A] |
0,533 |
0,690 |
1,360 |
Opór Ri [Ω] |
4,59 |
4,638 |
4,41 |
Obliczenia:
R1 = U1 / I1 R = 2,45V / 0,533A R = 4,59 Ω
R2 = U2 / I2 R = 3,2V / 0,690A R = 4,638 Ω
R3 = U3 / I3 R = 6V / 1,360A R = 4,41 Ω
Wyznaczanie współczynnika samoindukcji cewki.
W celu wyznaczenia współczynnika samoindukcji cewki przełączamy zasilacz i mierniki uniwersalne na pomiar prądu zmiennego.
Odczytujemy napięcie i natężenie skuteczne dla trzech napięć wyjściowych zasilacza. Odczytujemy impedancję:
Zi = Ui / Ii i = 1,2,3
Przekształcając zależność Z = R2 + Rl2 = R2 + (ωL)2 otrzymujemy wzór na współczynnik samoindukcji Li
Li = 1/ω Zi2 - Ri2
Na podstawie danych z trzech pomiarów obliczamy średnią wartość współczynnika L
Nr pomiaru i |
1 |
2 |
3 |
Napięcie Ui [V] |
5 |
7 |
9 |
Natężenie Ii [A] |
0,101 |
0,121 |
0,141 |
Impedancja Zi [Ω] |
49,5 |
57,8 |
63,8 |
Współczynnik samoindukcji Li [H] |
1,540 |
1,79 |
1,98 |
Wartość średnia współczynnika samoindukcji L [H] |
1,77 |
Obliczenia:
Z1= U1 / I1 Z1= 5V / 0,101A = 49,5 Ω
Z2= U2 / I2 Z2 = 7V / 0,121 A =57,8 Ω
Z3= U3 / I3 Z3 = 9V /0,141A = 63,8 Ω
Ponieważ podczas wyznaczania współczynnika samoindukcji cewki zasilanie wejściowe nie było zbliżone do napięć dobranych dla prądu stałego aby obliczyć Li wzięliśmy średnią wartość R ,która wynosi : 4,545 Ω
Li = 1/ω Zi2 - Ri2 stąd:
L1 = 1,540 H
L2= 1,79 H
L3= 1,98H
Wartość średnia : L = 1,77 H
Wyznaczanie pojemności kondensatora.
W celu wyznaczenia pojemności kondensatora łączymy obwód wg schematu na rysunku
Jak powyżej wyznaczamy impedancje obwodu. Podstawiając do wzoru Z = R2 + (ωC)-2 wartość R=0 (opory połączeń są bardzo małe). Obliczamy pojemność kondensatora:
Ci = (ωZ i)-1, i = 1,2,3
Obliczamy także średnią wartość pojemności C
Nr pomiaru i |
1 |
2 |
3 |
Napięcie Ui [V] |
5 |
7 |
9 |
Natężenie Ii [A] |
0,393 |
0,540 |
0,686 |
Impedancja Zi [Ω] |
|
|
|
Pojemność kondensatora Ci [μF] |
|
|
|
Wartość średnia pojemności kondensatora C [μF] |
|