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