sprawozdanie nr3 RC RL.docx

Cel doświadczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki układu RC i RL.

Krótki opis teoretyczny:

Układ RC: jest to obwód elektryczny złożony z rezystora i kondensatora zasilany napięciem albo natężeniem prądu elektrycznego.

Szeregowy obwód RC: Obwód dzielnika napięcia.

Układ RL:

Standardowa metoda badania układów RL i RC polega  na wyznaczeniu zależności różnicy

potencjałów (napięcia) U(t), mierzonej pomiędzy skrajnymi punktami układu od natężenia prądu I(t) płynącego w obwodzie. Metoda ta wymaga zastosowania generatora jako źródła siły elektromotorycznej (SEM), sinusoidalnie zmiennej w czasie i oscyloskopu jako miernika napięcia i czasu.

Krótki opis przyrządów, aparatury i ćwiczenia:

Oscyloskop: przyrząd elektroniczny służący do obserwowania, obrazowania i badania przebiegów zależności pomiędzy dwiema wielkościami elektrycznymi, bądź innymi wielkościami fizycznymi reprezentowanymi w postaci elektrycznej.

Generator podstawy czasu: jest źródłem napięcia odchylającego. Każdy oscyloskop zawiera generator napięcia piłokształtnego. W celu uzyskania innej podstawy czasu, na przykład sinusoidalnej, odpowiednie napięcie należy podać na wejście kanału X ze źródła zewnętrznego.

Opornik, rezystor: (z łac. resistere, stawiać opór) – najprostszy, rezystancyjny element bierny obwodu elektrycznego. Jest elementem liniowym: spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do prądu płynącego przez opornik. Przy przepływie prądu zamienia energię elektryczną w ciepło. Występuje na nim spadek napięcia. W obwodzie służy do ograniczenia prądu w nim płynącego. Idealny rezystor posiada tylko jedną wielkość, która go charakteryzuje – rezystancję. W praktyce występuje jeszcze pojemność wewnętrzna oraz wewnętrzna indukcyjność, co, np. w technice wysokich częstotliwości (RTV), ma duże znaczenie (jest to tzw. pojemność oraz indukcyjność pasożytnicza).

Kondensator: jest to element elektryczny (elektroniczny), zbudowany z dwóch przewodników (okładek) rozdzielonych dielektrykiem. Doprowadzenie napięcia do okładek kondensatora powoduje zgromadzenie się na nich ładunku elektrycznego. Po odłączeniu od źródła napięcia, ładunki utrzymują się na okładkach siłami przyciągania elektrostatycznego. Jeżeli kondensator, jako całość, nie jest naelektryzowany to cały ładunek zgromadzony na obu okładkach jest jednakowy, co do wartości, ale przeciwnego znaku. Kondensator charakteryzuje pojemność określająca zdolność kondensatora do gromadzenia ładunku.

Symbole kondensatorów: na schematach układów elektrycznych i elektronicznych kondensatory oznacza się następującymi symbolami:

·         zwykły kondensator niespolaryzowany:   

·         kondensator spolaryzowany (elektrolityczny):  

·         kondensator zmienny, strojeniowy (trymer):   

Cewka: (zwojnica, solenoid, rzadziej induktor) – element elektroniczny bierny.

Cewka składa się z pewnej liczby zwojów przewodnika nawiniętych np. na powierzchni walca (cewka cylindryczna), na powierzchni pierścienia (cewka toroidalna) lub na płaszczyźnie (cewka spiralna lub płaska). Wewnątrz lub na zewnątrz zwojów może znajdować się rdzeń z materiału magnetycznego, diamagnetycznego lub ferromagnetycznego.

Kolejność wykonywania czynności:

1. Podłączamy urządzenia.

2. Budujemy układ pomiarowy.

3. Pomiar krzywej UR =f(f)dla obu przypadków, RC i RL, należy wykonać rozpoczynając od częstotliwości sygnału f=100Hz, zmniejszając częstotliwość w następujący sposób:

-Pomiędzy f=100Hz a f=1kHz co Δf=200Hz.

-Pomiędzy f=1kHz a f=50kHz co Δf=5Hz.

5. Napięcie na oporniku odczytujemy z ekranu oscyloskopu.

Wzory:

Impedancja Z obwodu RC:
Z=R+1iωc

Obwód RL:
Z=R+iωL+1iωc

Napięcie sygnału:

I=UsigZR

Natomiast napięcie na oporniku R:
UR=I*R

Pomiary:

Układ RC:

Układ RL: