Fyzika Elektrotechnické cvičenia

B116 Laboratórne cvičenie č.9

Meranie kapacít kondenzátora a fázový diagram

Úloha: a) Odmerajte kapacitu kondenzátorov V-A metódou.
b) Pre jeden R-C obvod nakresliť fázorový diagram a určiť kvalitu obvodu.

Ciel: Zoznámiť sa z danou metódou a získať zručnosť v meraní.

Schéma:











Súpis prístrojov: Striedavý zdroj – školský výrobok
Kondenzátory: 1m ±10%
0,25m ±20%
3,5m ±1%
2m ±20%
2m ±20%
0,25m ±5%
4m ±20%
2m ±20%
Digitálny voltmeter METEX M – 3650B
Analógový Ampérmeter Ő 3 2,5
Ochranný odpor R=100W

Teória: Reálny kondenzátor môžeme nahradiť zapojením ideálneho kondenzátora s nekonečne veľkým odporom a rezistora. Náhrada môže byť buď sériová alebo paralénna. Pri sériovej náhrade sa delí napätie zdroja na kondenzátor a rezistor. j UR I
UR UC d
UC U
U

Nastáva tu fázový posun napätia voči prúdu ktorý je oproti prúdu je pri ideálnom kondenzátore -90°. Pri skutočnom sa tento uhol zmenší o d.





Pri paralénnej náhrade sa delí prúd medzi kondenzátor a rezistor. Prúd kondenzátora predbieha prúd rezistora. Pri ideálnom kondenzátore predbieha je tento uhol 90° pri reálnom je tento uhol o uhol d menej.

IC I
I IR
IC
d

U j I R U

Stratový činiteľ má byť čo najmenší. Q je kvalita kond.
tgd = UR/UC
tgj = 1/tgd = Q

Postup: 1.zostavíme obvod podľa schémy.
2. postupne meráme veľkosti prúdov a napätí pre všetky kondenzátory
3. namerané hodnoty zapíšeme do tabuľky.
4. meranie zhodnotíme


Tabuľka:

Č.M. Un [V] I [mA] Cdané [mF] CVypočítané [mF] Poznámka
1 10,03 3 1 0,952 Vyhovuje
2 10,01 1,1 0,25 0,37 Nevyhovuje
3 9,97 1,6 3,5 0,511 Nevyhovuje
4 9,97 7,25 2 2,314 Vyhovuje
5 9,96 6,25 2 1,997 Vyhovuje
6 10,1 0,88 0,25 0,277 Nevyhovuje
7 9,81 14,4 4 4,672 Vyhovuje
8 10,2 6,25 2 1,95 Vyhovuje

Vzorový výpočet ( meranie č.8):
C = 1/Uw×I
C = 1/(10,2V×2p×50Hz)×6,25A
C = 1,95F

Záver: Zistili sme, že pri kondenzátore prúd predbieha napätie. Pri sériovej náhrade C sa delí medzi kondenzátor a rezistor pričom fázový posun napätia voči prúdu ktorý je oproti prúdu je pri ideálnom kondenzátore -90°. Pri reálnom je menší o d.

Pri paralénnej náhrade sa delí prúd medzi C a rezistor, pričom prúd kondenzátora predbieha prúd rezistora pri ideálnom kondenzátore predbieha o uhol 90°. Pri reálnom o d menej. Pri meraní kondenzátorov sme zisťovali či vyhovujú údajom na nich napísaným. Merali sme ich V-A metódou. Meranie prebehlo bez väčších chýb merania.