Lab fiz 27, fff, dużo


Mięsowicz Sławomir

1 CD L 5

Laboratorium Fizyczne

Temat laboratorium:

Wyznaczanie indukcyjności cewki i pojemności kondensatora w obwodzie prądu zmiennego.

I.WPROWADZENIE.

Prąd elektryczny jest to uporządkowany ruch elektronów przez przekrój poprzeczny danego ośrodka. Przepływ prądu elektrycznego wywołuje zjawiska magnetyczne, cieplne, chemiczne, mechaniczne, świetlne i inne.

Prąd zmienny nazywamy przemiennym gdy wartość średnia całookresowa natężenia prądu równa się zeru

0x01 graphic

gdzie: T - okres zmian prądu

Najprostszym prądem elektrycznym przemiennym jest prąd sinusoidalny:

0x01 graphic

gdzie: i(t) - wartość chwilowa natężenia,

Im - amplituda,

ω - pulsacja,

ϕ0- faza początkowa.

Wartość skuteczną prądu przemiennego określa wzór:

0x01 graphic

Wartość średnia całookresowa wynosi zero, dlatego podaje się wartość średnią półokresową:

0x01 graphic

1. Rezystor w obwodzie prądu zmiennego.

Przyjmijmy że:

R>0 , L=0 , C=0

Między prądem i napięciem chwilowym zachodzi związek:

0x01 graphic

2. Kondensator w obwodzie prądu zmiennego.

Prąd jaki będzie płynął przez kondensator związany będzie z przemieszczaniem się ładunku, ponieważ i=dq/dt więc:

0x01 graphic

Kondensator stanowi dla prądu zmiennego pewną oporność którą nazywamy reaktancją pojemnościową:

3. Indukcyjność w obwodzie prądu zmiennego.

Jeżeli do źródła prądu zmiennego przyłączymy cewkę to prąd w obwodzie ogranicza siła elektromotoryczna indukcji własnej eL której wartości są zależne od współczynnika indukcji własnej L i od szybkości zmian strumienia. Spadek napięcia u na indukcyjności:

0x01 graphic

4. Wykresy wskazowe.

Wykres wskazowy przedstawia wartości szczytowe wielkości sinusoidalnych i ich wzajemne przesunięcie fazowe przy zastrzeżeniu, że pulsacje tych wielkości są jednakowe.

5. Obwód szeregowy RLC.

Szeregowy obwód RLC składa się z szeregowo połączonych ze sobą rezystancji, indukcyjności i pojemności. Napięcie chwilowe między zaciskami zewnętrznej części takiego obwodu jest sumą algebraiczną napięć na poszczególnych elementach obwodu:

u = uR + uL + uC

Wartość skuteczna napięcia doprowadzonego do nacisków układu jest sumą geometryczną napięć składowych UR , UL , UC .

Kąt przesunięcia fazowego jest określony przez:

0x01 graphic

II. WYKONANIE ĆWICZENIA:

1. Połączyć obwód wg schematu:

0x01 graphic

2. Zasilając obwód pomiarowy prądem stałym wyznaczyć opór czynny z prawa Ohma. Odczytywać wartości prądu dla różnych wartości napięcia.

R=U/I

R oraz ΔR wyznaczyć graficznie. W tym celu narysować proste przechodzące przez punkty skrajne. Określić kąty nachylenia tych prostych i wartość przedziału, w którym zawiera się wartość R.

3. Zasilając obwód pomiarowy prądem zmiennym wyznaczyć oporność pozorną cewki. Odczytywać wartości prądu dla różnych wartości napięcia.

Z=U/I

Z oraz ΔZ wyznaczyć graficznie.

4. Obliczyć indukcyjność cewki:

gdzie: f=50Hz

Błąd ΔL policzyć z różniczki zupełnej.

5. Wymienić cewkę na kondensator i zasilając obwód prądem zmiennym wyznaczyć oporność bierną kondensatora. Dla różnych wartości napięcia odczytać wartości prądu X­C=U/I

XC oraz ΔXC wyliczyć korzystając z metody najmniejszych kwadratów.

6. Obliczyć wartość pojemności z zależności:

Błąd ΔC wyliczyć korzystając z różniczki zupełnej.

Napięcie przy zasilaniu obwodu prądem zmiennym max 100V, prądem stałym 12V.

TABELKA POMIAROWA:

Lp.

U

[V]

I

[A]

R

[Ω]

Z

[Ω]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

2. Pomiary.

2a. Cewka bez rdzenia dla prądu stałego.

U [V]

1.75

3.5

5.25

7.0

8.75

10.75

12.5

13.2

I [A]

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.75

R [Ω]

17.5

17.5

17.5

17.5

17.5

17.9

17.9

17.6

2b. Cewka bez rdzenia dla prądu zmiennego.

U[V]

6

10.5

15

17

21

30

35

I[A]

0.3

0.5

0.7

0.8

1.0

1.4

1.6

Z[Ω]

20

21

21.4

21.3

21

21.9

31.3

2c. Cewka z rdzeniem dla prądu zmiennego.

U[V]

13

19

30

36

43

48

60

72

I[A]

0.2

0.3

0.5

0.6

0.7

0.8

1.0

1.2

Z[Ω]

65

63.3

60

60

61.4

60

60

60

2d. Kondensator dla prądu zmiennego.

U[V]

40

50

60

80

100

120

140

150

I[A]

0.11

0.15

0.18

0.25

0.32

0.39

0.45

0.48

Z[Ω]

363.6

333.3

333.3

340

312.5

307.7

311.1

312.5

Wnioski:

Wyliczona wartość rezystancji cewki indukcyjnej wynosi R = 17.5Ω , natomiast jej impedancja bez rdzenia Z = 21.3Ω, odpowiednio z rdzeniem Z = 61.2Ω, w związku z czym można zauważyć iż rdzeń ferromagnetyczny wsunięty w uzwojenia selonoidu powoduje gwałtowny wzrost jego impedancji. Impedancja badanego kondensatora wynosi Z = 323.6Ω, element ten w przeciwieństwie do cewki dla napięć stałych stanowi rozwarcie.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Lab fiz 01, fff, dużo
Lab fiz 05, fff, dużo
Lab fiz 24, fff, dużo
Lab fiz 04, fff, dużo
Lab fiz 46, fff, dużo
Lab fiz 22, fff, dużo
lab fiz 08, fff, dużo
Lab fiz 51, fff, dużo
27, fff, dużo
27(2), fff, dużo
Lab fiz 1, fff, dużo
Lab fiz 24 233333, fff, dużo
Lab fiz 09, Piotr Mazur Rzesz˙w 27.02.1996
pierwsza strona sprawozdania, fff, dużo
FIZYKA 47, fff, dużo
Lab fiz 43 2, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania

więcej podobnych podstron