To tylko jedna z 3 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Przebieg doświadczenia
Zmontowałem układ z cewką zgodnie z rysunkiem umieszczonym w opisie doświadczenia. W układzie tym cewka nie byłe podłączona cała lecz tylko jej część oznaczona zaciskami 0 1. Następnie za pomocą autotransformatora zmieniałem wartość napięcia prądu i na woltomierzu i amperomierzu odczytywałem wartości. Dla układu z kondensatorami wpiąłem odpowiednio woltomierz i przeprowadziłem serie identycznych pomiarów jak dla cewki. W układzie sprawdzałem charakterystyki prądowo napięciowe dla trzech różnych pojemności. Najpierw użyłem jednego kondensatora później dwóch i trzech połączonych szeregowo. W schemacie trzecim badałem układ zmontowany z wcześniej badanej cewki oraz z pojedynczego kondensatora.
Opracowanie wyników pomiaru
Wpierw zajmuję się obwodem w której badałem samą cewkę. Po narysowaniu charakterystyki prądowo napięciowej obliczam z wykresu wartość zawady. Po przybliżeniu krzywą trendu punktów pomiarowych komputer obliczył wzór na otrzymaną prostą, który ma postać I=0,01U. Zawada cewki to ctgα α- kąt zawarty między otrzymaną prostą, a osią U. Ctgα=1/tgα a wartość tgα jest współczynnikiem kierunkowym otrzymanej prostej, czyli tgα=0,01. W takim razie : ctgα=1/0,01=100
Zawada badanej części cewki wynosi zatem Z=100Ω
Jak podano w opisie do doświadczenia oporność części badanej cewki ma zaciskach 0-1 wynosi R=30Ω. Korzystając ze wzoru mogę obliczyć oporność indukcyjną cewki i wynosi ona . Po podstawieniu otrzymanych wartości liczbowych XL=95,4Ω.
Prąd wykorzystywany w doświadczeniu ma częstotliwość f=50Hz, a zatem ω wykorzystywane w doświadczeniu wynosi ω=2*50*π=50*3,14=314Hz.
Posiadają wartość oporności indukcyjnej cewki oraz wartość częstości mogę obliczyć indukcyjność użytej części cewki. XL=ωL, zatem =0,30H
W analogiczny sposób przeprowadzam obliczenia dla układu składającego się z pojemności. Układ I zawiera jeden kondensator, układ II dwa kondensatory, a układ III zawiera trzy kondensatory połączone szeregowo.
Obliczam wartość zawady z otrzymanego wykresu:
ctgα
tgα
Zawada Z [Ω]
I
0,0011
909
909
II
0,0006
1666
1666
III
0,0004
2500
2500
Ponieważ badane kondensatory były jednakowe i połączyłem je szeregowo to pojemności dla odpowiednich układów wynoszą:
Pojemności[F]
(…)
… dokonywałem w trzech zakresach 60mA, 15mA, 3mA. Błąd obliczam ze wzoru:
Zakres
ΔI[A]
60*10-3 0,0024
15*10-3 0,0006
6*10-3 0,00024
Na wykresie udało mi się zaznaczyć tylko błąd pomiarowy dla natężenia, dla napięcia był on za mały, żeby można go było zarysować.
Błąd dla zawady ΔZ obliczam z prawa Ohma I=U/Z za pomocą różniczki zupełnej. Obliczony błąd zawady tą metodą znajduje się na końcu sprawozdania…
…, że tak naprawdę jest to tylko prawo Ohma policzone jako wartość średnia dla wszystkich punktów jednocześnie. Druga metoda bazuje na obliczeniu zawady za pomocą wcześniej wyliczonych wartości takich jak oporność pojemnościowa i oporność indukcyjna. Pierwszą metodą wynik wynosi Z=833,3Ω za pomocą drugiej metody zawada wynosi Z=693,3Ω. Jak widzimy rozbieżność między metodą pierwszą a drugą wynosi około 16,8%. W tym przypadku rozbieżność nie jest aż tak duża. Jednak w tym jak i w innych pomiarach ewentualnym źródłem błędu mógł być błąd paralaksy. Błędem jest też obciążony wykonany przez mnie wykres oraz krzywa regresyjna. Rysując tą krzywą brałem pod uwagę aby zaczynała się ona w początku układu współrzędnych, czyli aby przy zerowym napięciu nie było żadnego oporu. Krzywa od razu uległa niewielkiemu skręceniu w prawo…
… na wykresie, że spełniają one prawo Ohma. Zależność natężenia od przyłożonego napięcia wyszła liniowa, zatem wartość zawody wyszła stała. W przypadku szeregowego połączenia kondensatorów widzimy, że im większa pojemność tym mniejsza jest zawada układu. Dla układu złożonego z cewki oraz z jednego kondensatora połączonych szeregowo zawada obliczona z wykresu wynosi :
ctgα=0,0012 tgα=1/0,0012=833,3 Z=833,3Ω…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)