15.04.2013r. |
Wyznaczanie pojemności kondensatora metodą pomiaru czasu rozładowania |
Ćw. 24 |
Mechanika i Budowa Maszyn |
Rafał Freier |
|
Wstęp
Wprowadzenie
W pomiarach pojemności kondensatorów powszechnie stosuje się różnego rodzaju mostki prądu zmiennego . Istnieją jednak pewne typy kondensatorów których polarność nie pozwala na włączenie w obwód mostka prądu zmiennego. Pojemność tego typu kondensatorów wyznacza się innymi metodami.
Jedna z nich polega na pomiarze czasu rozładowania kondensatora.
Schemat i przebieg wykonanego ćwiczenia. (rys 18.2)
Przy zamknięcia klucza K , kondensator C zostaje naładowany do odpowiedniego napięcia. Ujemnie naładowana okładka kondensatora jest połączona z siatką triody , co powoduje , że lampa jest „zatkana”. Po otwarciu klucza K , kondensator C rozładowuje się poprzez opornik. Kiedy napięcie na kondensatorze obniży się na tyle , że trioda zacznie przewodzić prąd - zaświeci się lampka . Czas , który upłynie od chwili otwarcia klucza K do zapalenia lampki (odblokowanie triody) jest miarą pojemności badanego kondensatora.
Tabela
Pojemność C [uF] |
czas rozładowania [s] |
|||
|
t1 |
t2 |
t3 |
t4 |
A (X) |
1,5 |
1,47 |
1,48 |
1,48 |
B (Y) |
13,94 |
13,9 |
13,91 |
13,93 |
C (Z) |
30,41 |
30,43 |
30,37 |
30,44 |
0.1 |
1,56 |
1,63 |
1,53 |
1,57 |
0.2 |
2,9 |
2,84 |
2,86 |
2,87 |
0.4 |
5,59 |
5,62 |
5,56 |
5,70 |
0.6 |
8,38 |
8,25 |
8,31 |
8,37 |
0.8 |
11,2 |
10,2 |
10,95 |
10,98 |
1.0 |
13,74 |
13,92 |
13,94 |
13,87 |
1.2 |
16,68 |
16,87 |
16,98 |
16,78 |
1.4 |
19,43 |
19,47 |
19,44 |
19,44 |
1.6 |
22,32 |
22,22 |
22,25 |
22,26 |
1.8 |
24,91 |
24,84 |
24,9 |
24,88 |
2.0 |
27,98 |
27,91 |
27,85 |
27,91 |
2.2 |
30,7 |
30,63 |
30,72 |
30,68 |
Obliczenia
Wyznaczam pojemność nieznanych kondensatorów X,Y,Z z podanej zależności :
gdzie :
pojemność nieznanego kondensatora
pojemność kondensatora równa = 0,8 μF
czas rozładowania kondensatora równy = 10,98 [ s ]
czas rozładowania nieznanego kondensatora
Błąd wyznaczenia pojemności nieznanych kondensatorów obliczam metodą różniczki zupełnej .
;
= 0,01s
Wykres
4.Wnioski
W ćwiczeniu wyznaczyliśmy pojemność nieznanych nam kondensatorów A,B,C (X,Y,Z) metodą pomiaru czasu rozładowania . Wyniki zostały otrzymane z obliczeń oraz z charakterystyki czasu rozładowania kondensatora od jego pojemności . Z załączonego wykresu widać , że charakterystyka ta ma charakter liniowy. Przy obliczeniach braliśmy pod uwagę niepewność oka obserwatora i niepewność pomiarową urządzenia - stopera.