Elektra skrypt3

Pojemność kondensatora

Pojemność kondensatora zależy od ładunku, jaki on może zgromadzić przy danym napięciu i jest definiowana jako

Q

u

C *=

gdzie: Q — ładunek elektryczny,

U — napięcie między okładzinami kondensatora.

Przy opisie obwodów zmiennoprądowych używa się wzoru w postaci różniczkowej]

C -

dQ

du

(1.12)

Jednostką pojemności jest farad (F)

1 C 1 V

1 A-s 1 V

= 1 F

(1.13)

Impcdancja i jej składowe

Impcdancją Z nazywamy iloraz napięcia i prądu (w tym samym elemencie), przy czym wielkości te wyrażone są wektorowo

Z =

U

l

(1.14)

Wektor Z może być wyrażony w postaci wykładniczej

Z ? Ze^if    (U5)

Graficzne przedstawienie impedancji pokazano na rys. 1.2.

Rys, 1,2. Graficzne przedstawienie impedancji i jej składowych: a) interpretacja kata <p, b) wekia impedancji. c) trójkąt impedancji dla szeregowego układu RL, d) trójkąt impedancji dla szeregowe# układu RC, e) trójkąt impedancji dla szeregowego układu RLC

Wektor 2 można rozłożyć na składowe czynną i bierną (urojoną), dogodne do niektórych obliczeń. Mają one określoną interpretację fizyczną. Składowa czynna jest rezystancją, a składowa bierna - reaktancją. Graficzne przedstawienie impedancji i jej składowych jest nazywane trójkątem impedancji. Kąt <p jest kątem przesunięcia fazowego między sinusoidą prądu a sinusoidą napięcia w tym elemencie

R = Z cos ę>, X - Ż sincp    (1.16)

W przypadku kątów ujemnych sintp ma wartość ujemną, a zatem reaktancja kondensatora też ma wartość ujemną.

1.2.2. Metoda techniczna pomiaru impedancji

Wszystkie rodzaje impedancji i jej składowych, to jest rezystancji i reaktancji, można mierzyć różnymi metodami. Współczesne przyrządy elektroniczne umożliwiają pomiary szybkie i bezpośrednie. Warunki pomiaru, to znaczy napięcie lub prąd płynący przez badany element, są jednak niezależne od użytkownika i mogą mieć różne wartości.

Niekiedy jednak, zwłaszcza przy badaniu elementów nieliniowych, warunki zasilania muszą być określone przez dokonującego pomiar. Wtedy niezastąpiona jest metoda techniczna, przy której wykorzystuje się podstawowe mierniki: woltomierz, amperomierz i ewentualnie watomierz. Te mierniki są powszechnie dostępne i tanie w porównaniu z aparaturą elektroniczną.

Metoda techniczna jest metodą pośrednią, to znaczy, że wynik pomiaru uzyskujemy drogą obliczeń na podstawie wskazań dwóch lub trzech mierników. Wpływ rezystancji tych mierników na wynik pomiaru nic jest na ogół pomijalny, ale może byc wyeliminowany przez uwzględnienie poprawki.

Wyznaczanie rezystancji przy prądzie stałym

Jeżeli badany element jest opornikiem (rezystorem) i charakteryzuje go tylko jedna cecha —rezystancja, to może być badany zarówno przy prądzie stałym, jak i zmiennym. Najczęściej jednak rezystancję opornika wyznacza się przy prądzie stałym, korzystając ze wzoru

R = ii    (1.17)

Są dwa sposoby łączenia układu do wyznaczania rezystancji metodą techniczną, przedstawione na rys. 1.3.

Rys. 1.3. Schemat układu do pomiaru rezystancji metodą techniczną: a) z poprawnym pomiarem prądu, b) z poprawnym pomiarem napięcia

31