Главная страница
Навигация по странице:

  • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕОТЧЕТ Тема: ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЁМКОСТЕЙ Цель работы

  • Схема установки: Результаты измерений

  • Графики зависимостей: 1) График зависимости импеданса цепи от частоты Z

    		•

    13 лаба. Измерение параметров ёмкостей


    Скачать 156.45 Kb.
    НазваниеИзмерение параметров ёмкостей
    Анкор13 лаба
    Дата26.05.2023
    Размер156.45 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаOtchet_lr_13_elektrichestvo.docx
    ТипЛабораторная работа
    #1160713

    Министерство образования и науки Российской Федерации

    САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

    ПО ФИЗИКЕ

    ОТЧЕТ

    Тема:

    ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЁМКОСТЕЙ


    Цель работы: Определение импеданса, сдвига фаз и измерение емкости на разных частотах в резистивно-емкостной цепи.

    Переменный ток – это электрический ток, изменяющийся во времени. В общем понимании к переменному току относят различные виды импульсных, пульсирующих, периодических и квазипериодических токов. В технике под переменным током обычно подразумевают периодические или почти периодические токи переменного направления. Наиболее употребителен переменный ток, сила которого меняется во времени по гармоническому закону.

    Если к активному сопротивлению R приложено переменное напряжение U = Umcos(t), то текущий ток через это сопротивление по закону Ома будет равен



    Если переменное напряжение, изменяющееся по гармоническому закону, подано на конденсатор C, то в этой элементарной цепи конденсатор непрерывно перезаряжается (в цепи будет течь переменный ток), и при отсутствии падения напряжения в проводах напряжение на конденсаторе равно внешнему напряжению:



    Так как I = dq/dt, то

    ,

    Величина XC называется ёмкостным сопротивлением. Следовательно, через конденсатор может течь переменный ток тем больший, чем больше частота тока  и емкость С. Для постоянного тока, т.е. у которого  = 0, ёмкостное сопротивление становится бесконечно большим: постоянный ток не может течь через конденсатор.

    Поскольку рассматриваемые резистор и конденсатор соединены последовательно, эти токи равны между собой и равны общему току I, потребляемому схемой. Из данной диаграммы видно, что угол сдвига фаз теор можно найти так:

    ,

    Таким образом, измеряя амплитуды входного напряжения и напряжения на резисторе с учетом формул и учитывая, что действующие и амплитудные напряжения отличаются в одно и то же число (в раз), можно получить выражение для величины измеряемой ёмкости:



    Схема установки:



    Результаты измерений

    Таблица 1 – измерение напряжений и ёмкости в RC - цепи.

    f, кГц
    0,1
    0,2
    0,3
    0,4
    0,5
    0,6
    0,7
    0,8
    0,9
    1

    Um, B
    3

    URm, B
    1,1
    1,7
    2,2
    2,4
    2,6
    2,7
    2,7
    2,7
    2,8
    2,8

    Cизм, мкФ
    4,2
    3,6
    3,8
    3,5
    3,7
    3,7
    3,1
    2,7
    3,1
    2,8

    Z, Ом
    409,1
    264,7
    204,5
    187,5
    173,1
    166,7
    166,7
    166,7
    160,7
    160,7

    Таблица 2 – Измерение фазового сдвига в RC - цепи.

    f, кГц
    0,05
    0,1
    0,2
    0,3
    0,4
    0,5
    0,6
    0,7
    0,8
    0,9
    1

    t, мс
    4
    1,9
    0,6
    0,3
    0,2
    0,15
    0,1
    0,09
    0,06
    0,05
    0.03

    T, мс
    20
    10
    5
    3,33
    2,5
    2
    1,67
    1,4
    1,25
    1,1
    1



    1,257
    1,194
    0,754
    0,566
    0,503
    0,471
    0,376
    0,404
    0,302
    0,286
    0,251






    1,195
    0,968
    0,748
    0,644
    0,522
    0,451
    0,451
    0,451
    0,367
    0,367

    Формулы погрешностей прямых и косвенных измерений, примеры
    расчётов:

    ; ;

    ;











    Графики зависимостей:

    1) График зависимости импеданса цепи от частоты Z=Z(f):



    2) Графики фазочастотных характеристик:



    3) График амперочастотной характеристики, Im= Im(f):



    Итоговый результат: ; .

    Вывод: В ходе выполнения лабораторной работы была вычислена емкость конденсатора . По полученным значениям были построены графики зависимости полного сопротивления цепи, фазового сдвига, силы тока в цепи от частоты и построены графики, иллюстрирующие данную зависимость.

    написать администратору сайта