I Pracownia fizyczna ćwiczenie nr 20(elektryczność) POMIAR

I Pracownia fizyczna
ć
wiczenie nr 20 (elektrycznoś ć)
POMIAR POJEMNOŚCI I KĄ TA STRATNOŚCI TG δ KONDENSATORÓW
Zagadnienia:
1.
2.
3.
4.
Potencjał elektryczny. Pojemność kondensatora.
Szeregowe i równoległe łą czenie kondensatorów.
Rola pojemności w obwodzie prą du stałego i zmiennego.
Warunek równowagi mostka Wheatstone'a.
Literatura:
1. Podrę czniki kursowe.
T. Dryń ski, Ć wiczenia laboratoryjne z fizyki.
2.
Wykonanie ć wiczenia:
1. Połą czyć obwód według schematu przedstawionego na rysunku 1.
Cx
R1 = R2 = 430 Ω
Cd
Cd – pojemność dekadowa
Cx – pojemność badanego kondensatora
R1
R2
G
2. Ustalić czę stość generatora z przedziału 800 - 1000 Hz.
3. Wyznaczyć pojemności CX poszczególnych kondensatorów. W tym celu zmieniamy pojemności Cd , aż do uzyskania
najcichszego dź wię ku w słuchawce.
4. Powtórzyć pomiary dla 6 róż nych kombinacji kondensatorów połą czonych szeregowo i 6 róż nych kombinacji
kondensatorów połą czonych równolegle. Wyznaczyć pojemność CX przy założ eniu R1 = R2 = 430 Ω, błą d wzglę dny
R1,2 przyją ć równy 1%, błą d wzglę dny Cd. równy 0,1%.
5. Zmierzyć pojemności CX i tgδ za pomocą mostka laboratoryjnego E 302. Połą czyć mierzoną pojemność z wejściem
„a” i „m” poprzez kable pomiarowe. Przełą cznik zakresów „multiply” ustawić na zakresie obejmują cym
orientacyjnie mierzoną pojemność. Włą czyć przyrzą d do sieci 220 V. Przełą cznik „mains” ustawić w pozycji „on”.
Pokrę tło czułości „gain” ustawić w takiej pozycji aby wskaź nik równowagi mostka nie wychylał się dalej niż na 2/3
skali. Przełą cznikiem dekadowym doprowadzić do stanu w którym wskaź nik wykaż e minimum odchylenia.
Pokrę tłami tgδ ponownie sprowadzić wskaź nik równowagi do minimum odchylenia. Krę cą c na zmianę pokrę tłami tgδ
i przełą cznikami dekadowymi pojemności sprowadzić wskazania miernika do minimum. Dla pojemności wię kszych
od 1000 pF przełą cznik zakresu powinien być tak ustawiony aż eby w pomiarze były wykorzystane wszystkie dekady.
Suma wartości na dekadach 1000 pF, 100 pF i 1 pF pomnoż ona przez zakres daje wartość zmierzonej pojemności.
Suma wartości na potencjometrze regulacji tgδ i skokowej regulacji tgδ daje wartość mierzonego tgδ kondensatora.
Uwaga: Szczegółowe instrukcje obsługi mostka E 302 znajdują się przy zestawie ć wiczeniowym.
6.
7.
Porównać wyniki otrzymane doświadczalnie z wartościami obliczonymi dla połą czeń szeregowych i równoległych.
Tablica pomiarów.
Lp
Kondensator nr
CX [ µF ]
Rodzaj połą czenia
Mostek Wheatstone'a
-1-
tgδ
Mostek E 302