1. Opis ćwiczenia.

Naszym zadaniem było wyznaczenie rezystancji cewki, następnie indukcyjności za pomocą wybranej metody: poprawnego pomiaru prądu lub poprawnego pomiaru napięcia, a potem pomiaru indukcyjności cewki z rdzeniem ferromagnetycznym.

2. Wyznaczanie rezystancji cewki i indukcyjności bez rdzenia ferromagnetycznego.

Omomierzem cyfrowym zmierzyliśmy rezystancję cewki zewnętrznej i wyniosła ona R=45,9 Ω.

Przy wyborze metody pomiarowej kierowaliśmy się wartością względnego błędu metody:

- metoda poprawnego pomiaru prądu:

δZx = 0,002

gdzie: Za = 0,32 Ω - impedancja amperomierza,

- warunki obciążenia cewki:
i Ix = 0,4A => Zx = 150Ω

- metoda poprawnego pomiaru napięcia:

δZx = 0,231

gdzie: Zx = 150Ω,

Rv = 50Ω - rezystancja amperomierza,

Mniejszy błąd względny jest przy pomiarze metodą poprawnego pomiaru prądu, a więc tę metodę wybieramy.

Schemat układu pomiarowego:

Wyznaczenie impedancji cewki:

Impedancja cewki wynosi zatem:

Do wyznaczenia indukcyjności potrzebne jest obliczenie reaktancji:

Indukcyjność wyznacza się ze wzoru:

Błąd metody wynosi:

ΔZa = 0,32 Ω , a poprawka p = -0,32 Ω.

Po uwzględnieniu poprawki L wynosi:

L = 0.444 H

Jeżeli Zx i Rx niewiele się od siebie różnią, to niepewność pomiaru wyznacza się w następujący sposób:

, ω = 2πf , f = 50Hz

gdzie niepewność <
> wynosi:

• ΔZx = 0.5% Zx

• ΔRx = 0.1

<
> = ±0.774 Ω

Ostatecznie niepewność pomiaru ma wartość:

<ΔL> = ±0,002 H

Zatem indukcyjność L cewki wynosi:

L = (0,444±0,002) H

3. Wyznaczanie indukcyjności cewki z rdzeniem ferromagnetycznym.

W tym przypadku należy zastosować metodę amperomierza, woltomierza i watomierza.

Schemat układu jest następujący:

Ze wskazań woltomierza i amperomierza wyznacza się impedancję cewki:

Rezystancję określa się ze wskazań watomierza i amperomierza:

Reaktancję oblicza się ze wzoru:

Indukcyjność L wynosi zatem:

Do tej metody wyznaczanie błędów i niepewności nie zostało wskazane przez prowadzącego.

4. Wnioski.

Do pomiaru indukcyjności cewki bez rdzenia ferromagnetycznego wykorzystaliśmy metodę poprawnego pomiaru prądu, ponieważ względny błąd metody był o wiele mniejszy niż przy metodzie poprawnego pomiaru napięcia.

Następnie wykonywaliśmy pomiar indukcyjności z rdzeniem w cewce metodą amperomierza, watomierza i woltomierza.

Okazało się, że indukcyjność cewki z rdzeniem ma większą wartość.