SPRAWOZDANIE
Z
ĆWICZENIA NR 53
PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO.
POMIAR INDUKCYJNOŚCI
I POJEMNOŚCI.
1.WSTĘP TEORETYCZNY.
Jeżeli do zacisków układu złożonego z szeregowo połączonych: rezystancji R, pojemności C i indukcyjności L przyłożymy siłę elektromotoryczną sinusoidalnie zmienną:
E=E0sin wt,
to w układzie popłynie prąd sinusoidalnie zmienny o natężeniu:
I=I0sin (wt+j),
j - przesunięcie fazowe między natężeniem prądu a siłą elektromotoryczną.
Między I0 i E0 zachodzi związek: I0=E0/Z0
Powyższa zależność przedstawia prawo Ohma dla prądu przemiennego. Łatwo zauważyć, że rolę rezystancji w tym układzie prądu przemiennego spełnia Z zwane zawadą. Można wykazać, że jej wartość w takim układzie wynosi:
Z = [R2 + (wL - 1/wC)2 ]1/2
Jeżeli obwód składa się z połączonych szeregowo rezystancji R i indukcyjności L wówczas zawadę możemy opisać wzorem:
Z = ( R2 + (wL)2 )1/2
Przekształcając ten wzór możemy wyznaczyć indukcyjność L:
L= 1/2pf . [ (U/I)2 - (RL+R)2 ]1/2
W przypadku obwodu zawierającego rezystancję R i pojemność C zawada wyraża się wzorem :
Z= ( R2 + (1/wC)2 )1/2
Na podstawie tego wzoru możemy wyznaczyć pojemność C:
C= 1/(2pf ((U/I)2 - R2 )1/2 ).
2. POMIARY.
a) pomiar indukcyjności cewki
OBWÓD RL
Należało wykonać pomiary I = f (U), dla trzech wartości U z przedziału 20-30 V, kolejnych kombinacji połączeń wartości R i L.
Indukcyjność cewki obliczamy ze wzoru: L= 1/2pf . [ (U/I)2 - (RL+R)2 ]1/2
Błąd bezwzględny tej wielkości obliczamy metodą różniczki logarytmicznej:
DL = (1 / [(U/I)2- (RL+R)2]). [(U/I2). DU + (U2/I3). DI + (RL+R). DRL + (RL+R). DR]. L
Błąd względny zaś, obliczamy ze wzoru: e L= DL / L.
Błędy DI, DU oraz DR obliczamy z klasy przyrządu:
DI = + 0,4.10-3 [A]
DU = + 0,2 [V]
DR = + 1 [W]
RL1 = 187 + 1 [W]
RL2 = 202 + 1 [W]
RL3 = 153 + 1 [W]
- cewka L1:
RL1 = 187 + 1[W]
f = 50 [Hz]
R
U
I
L
DL
eL
[ W ]
[ V ]
[ A ]
[ H ]
[ % ]
20
0,039
0,563
0,012
2
300
24
0,046
0,555
0,011
28
0,054
0,602...
aneciakurczaczek