Sprawozdanie
Pomiar indukcyjności i pojemności metodą techniczną.
1.Pomiar rezystancji cewki.
Zmieniając napięcie w granicach od 0 do 2V co 0,2V notujemy wskazania miliamperomierza.
Wyniki pomiaru.
Lp. |
U[V] |
I[mA] |
1 |
0,206 |
4,79 |
2 |
0,406 |
9,43 |
3 |
0,602 |
13,98 |
4 |
0,801 |
18,63 |
5 |
1,004 |
23,34 |
6 |
1,200 |
27,90 |
7 |
1,399 |
32,51 |
8 |
1,605 |
37,29 |
9 |
1,800 |
41,82 |
10 |
2,011 |
46,72 |
2.Pomiar impedancji cewki.
Zmieniając napięcie zasilania od 0 do 6V co 0,5V notujemy wskazania miliamperomierza. Pomiary wykonujemy dla cewki z rdzeniem i bez rdzenia.
Wyniki pomiaru.
Lp.
|
U |
I[mA] |
|
|
[V] |
bez rdzen. |
z rdzen. |
1 |
0,5 |
8.52 |
2.72 |
2 |
1 |
17.14 |
4.54 |
3 |
1,5 |
21.39 |
6.25 |
4 |
2 |
30.68 |
9.01 |
5 |
2,5 |
35.3 |
11.82 |
6 |
3 |
49.01 |
14.12 |
7 |
3,5 |
53.3 |
17.17 |
8 |
4 |
58.08 |
19.01 |
9 |
4,5 |
66 |
21.2 |
10 |
5 |
75 |
24 |
11 |
5,5 |
80.58 |
25.3 |
12 |
6 |
89.2 |
28.5 |
3.Pomiar reaktancji pojemnościowej.
Zmieniamy napięcie od 0 do 6V co 0,5V i notujemy wskazania miliamperomierza. Pomiary przeprowadzamy dla 3 kondensatorów oddzielnie oraz połączonych szeregowo i równolegle.
Wyniki pomiaru.
Lp.
|
U |
|
|
I[mA] |
|
|
|
[V] |
C1 |
C2 |
C3 |
równolegle |
szeregowo |
1 |
0,5 |
0,011 |
0,073 |
0,15 |
0,24 |
0,008 |
2 |
1 |
0,021 |
0,14 |
0,3 |
0,46 |
0,018 |
3 |
1,5 |
0,031 |
0,2 |
0,46 |
0,73 |
0,025 |
4 |
2 |
0,041 |
0,29 |
0,59 |
0,96 |
0,034 |
5 |
2,5 |
0,052 |
0,35 |
0,76 |
1,15 |
0,042 |
6 |
3 |
0,062 |
0,42 |
0,92 |
1,43 |
0,051 |
7 |
3,5 |
0,074 |
0,49 |
1,08 |
1,65 |
0,06 |
8 |
4 |
0,084 |
0,55 |
1,24 |
1,69 |
0,069 |
9 |
4,5 |
0,094 |
0,63 |
1,4 |
1,7 |
0,076 |
10 |
5 |
0,105 |
0,71 |
1,53 |
1,71 |
0,087 |
11 |
5,5 |
0,115 |
0,76 |
1,67 |
1,72 |
0,093 |
12 |
6 |
0,125 |
0,84 |
1,69 |
1,73 |
0,102 |
4.Obliczenia.
p.1
ΔU=0,05% * 0,2 + 3 = 3,1 mV
ΔU=0,05% * 1 + 3 = 3,5 mV
ΔU=0,05% * 2 + 3 = 4,0 mV
Δ I =0,5% * 2,69 + 3 * 10μA = 0,043 mA
Δ I =0,5% * 13,31 + 3 * 10μA = 0,096 mA
Δ I =0,5% * 26,16 + 3 * 10μA = 0,160 mA
p.2
ΔU = 0,5% * 0,5 + 10mV = 12 mV
ΔU = 0,5% * 2 + 10mV = 20 mV
ΔU = 0,5% * 4 + 10mV = 30 mV
ΔU = 0,5% * 6 + 10mV = 40 mV
bez rdzenia
Δ I = 1% * 8,52 + 10 *10μA = 0,185 mA
Δ I = 1% * 30,68 + 10 *10μA = 0,406 mA
Δ I = 1% * 58,09 + 10 *10μA = 0,680 mA
Δ I = 1% * 89,20 + 10 *10μA = 0,992 mA
z rdzeniem
Δ I = 1% * 2,72 + 10 * 10μA = 0,127 mA
Δ I = 1% * 9,01 + 10 * 10μA = 0,190 mA
Δ I = 1% * 19,0 + 10 * 10μA = 0,290 mA
Δ I = 1% * 28,5 + 10 * 10μA = 0,385 mA
p.3
ΔU = 0,5% * 0,5 + 10mV = 12 mV
ΔU = 0,5% * 2 + 10mV = 20 mV
ΔU = 0,5% * 4 + 10mV = 30 mV
ΔU = 0,5% * 6 + 10mV = 40 mV
C1
ΔI = 0,8% * 0.011 + 1μA = 0.0010 mA
ΔI = 0,8% * 0.041 + 1μA = 0.0013 mA
ΔI = 0,8% * 0.084 + 1μA = 0.0016 mA
ΔI = 0,8% * 0.125 + 1μA = 0.0020 mA
C2
ΔI = 0,8% * 0.073 + 1μA = 0.0015 mA
ΔI = 0,8% * 0.290 + 1μA = 0.0033 mA
ΔI = 0,8% * 0.550 + 1μA = 0.0054 mA
ΔI = 0,8% * 0.840 + 1μA = 0.0072 mA
C3
ΔI = 0,8% * 0.150 + 1μA = 0.0022 mA
ΔI = 0,8% * 0.590 + 1μA = 0.0057 mA
ΔI = 0,8% * 1.240 + 1μA = 0.0109 mA
ΔI = 0,8% * 1.690 + 1μA = 0.0145 mA
Połączenie równoległe.
ΔI = 0,8% * 0.240 + 1μA = 0.0029 mA
ΔI = 0,8% * 0.960 + 1μA = 0.0086 mA
ΔI = 0,8% * 1.690 + 1μA = 0.0145 mA
ΔI = 0,8% * 1.930 + 1μA = 0.0164 mA
Połączenie szeregowe.
ΔI = 0,8% * 0.008 + 1μA = 0.0010 mA
ΔI = 0,8% * 0.034 + 1μA = 0.0013 mA
ΔI = 0,8% * 0.060 + 1μA = 0.0015 mA
ΔI = 0,8% * 0.102 + 1μA = 0.0018 mA
Wartości obliczone z regresji liniowej.
Rezystancja cewki R=( 42.5 ± 0.6 )
Impedancja cewki:
Bez rdzenia Z=(68.1 ± 0.9)
Z rdzeniem Z=(207.2 ±3.6)
Reaktancja pojemnościowa.
Xc1 = (47656 ± 221 )
Xc2 = ( 7160 ± 60 )
Xc3 = ( 3352 ± 80 )
Reaktancja pojemnościowa przy połączeniu:
Szeregowym Xcsz. = (58495 ± 476 )
Równoległym Xcrów. = (2926 ± 252 )
Obliczamy indukcyjność cewki.
Błąd wyznaczania indukcyjności:
Bez rdzenia - L=(0,170 ± 0,003) H
Z rdzeniem - L=(0.645 ± 0,004) H
Obliczamy pojemność kondensatora:
Błąd wyznaczania pojemności:
C 1 = (66,6 ± 0,3) nF
C 2 = (455 ±13) nF
C 3 = (951 ± 23) nF
C sz. = (53,5 ±1,2) nF
C rów.= (1,03 ± 0,13) μF
Wartość pojemności wynikająca z praw Kirchhoffa:
Dla połączenia szeregowego:
C=54.7 nF
Dla połączenia równoległego:
C=C1 + C2 + C3
C=1.47 μF
5. Wnioski.
Opór czynny, którego wartość decyduje o mocy traconej w obwodzie elektrycznym, najłatwiej jest wyznaczyć metodą techniczną za pomocą woltomierza i amperomierza który mierzy spadek napięcia na badanym elemencie i przepływający prąd. Z metody technicznej korzysta się również przy pomiarze oporów biernych: indukcyjnych i pojemnościowych. W wyniku pomiaru otrzymuje się opór przy określonym prądzie i częstotliwości. Ze wskazań woltomierza i amperomierza z regresji liniowej wyznacza się opór czynny R i opory pozorne X. Dokładność wyznaczania indukcyjności i pojemności zależy od dokładności użytych mierników.
