Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej |
||||||||
Nazwisko i imię studenta: |
Instytut i symbol grupy: BDb 4.2 |
|||||||
Data wykonania ćwiczenia: 97.05.26 |
Symbol ćwiczenia: 6.2.a |
Temat zadania: Mostkowe metody pomiaru elementów RLC. |
||||||
Zaliczenie: |
Ocena: |
Data: |
Podpis |
1.Tabela pomiarów:
Nr cewki |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
100 |
102 |
0.100 |
98,04 |
0,01000 |
L5 |
150 |
150 |
230 |
0.030 |
97,83 |
0,00675 |
|
250 |
250 |
611 |
0.011 |
102,29 |
0,00687 |
2.Część teoretyczna:
Dokładnymi metodami pomiaru elementów RLC są metody mostkowe. Do pomiaru rezystancji służy najczęściej mostek Wheatstone'a. Indukcyjność cewek oraz pojemność kondensatorów można mierzyć za pomocą mostków zmiennoprądowych. W najogólniejszym przypadku, mostek zmiennoprądowy jest układem, w którego gałęzie włączono impedancje . W stanie zrównoważonym mostek charakteryzuje się tym, że napięcie między punktami C i D jest równe zeru, wówczas w gałęzi CD prąd nie popłynie. Wskaźnikiem równowagi jest galwanometr wibracyjny, zmiennoprądowy woltomierz, oscyloskop, itd.
Impedancje zrównoważonego mostka muszą spełniać zależność: , które zwane jest równaniem równowagi mostka. Ponieważ impedancje są liczbami zespolonymi to warunek ten sprowadzi się do porównania części rzeczywistych i zespolonych:
Muszą być one spełnione jednocześnie, więc dla uzyskania stanu równowagi mostka zmiennoprądowego należy dobrać co najmniej dwa elementy układu - zazwyczaj opór czynny i bierny.
3.Schemat wykonania ćwiczenia:
4.Opracowanie wyników pomiaru:
Obliczanie błędu względnego maksymalnego metodą różniczkową:
gdzie :
natomiast:
Wartości C0'' oraz R0'' wyznaczamy doświadczalnie tak, że przy zmianie pojemności lub rezystancji o C0'' i R0'' nie zauważamy zmian położenia wskaźnika równowagi mostka.
Błędy dla poszczególnych dekad opornika wynoszą:
Dekada |
|
|
|
|
R1, R3, R0' |
5 |
0,5 |
0,05 |
0,01 |
Błędy dla poszczególnych dekad kondensatora wynoszą:
Dekada |
|
|
|
|
|
C0' |
0,11 |
0,0055 |
0,00055 |
0,000055 |
0,000055 |
C0''=0,0002F R0''=2
Podstawiając wartości: