Pojęcie indukcyjności
W cewce prąd zmienny i(t) wytwarza w otaczającej przestrzeni strumień magnetyczny f. Strumień f skojarzony z cewką w środowiskach o stałej przenikalności magnetycznej jest proporcjonalny do wywołującego go prądu. Dla cewki o "z" zwojach można to zapisać następująco:
Y = z f = L i
Współczynnik proporcjonalności L w środowiskach paramagnetycznych i diamagnetycznych jest wielkością stałą zależną od kształtu i wymiarów geometrycznych cewki lub obwodu. Jednostką jej jest henr [1H].
Pojęcie pojemności
Przy przyłożeniu napięcia do układu dwóch dowolnych elektrod metalowych oddzielonych od siebie warstwa dielektryka (np. powietrza), na elektrodach tych powstaną ładunki elektryczne równe co do bezwzględnej wartości, lecz różniące się tylko znakiem. Między elektrodami wytwarza się więc pole elektryczne. Stosunek nagromadzonego ładunku Q na powierzchni elektrody do przyłożonego napięcia U nazywa się pojemnością tego układu C = Q/U. Jednostką pojemności elektrycznej jest farad [1F]. Układ dwóch elektrod metalowych przedzielonych dielektrykiem nazywamy kondensatorem. Często stosuje się układy kondensatorów połączonych szeregowo lub równolegle.
Przy połączeniu szeregowym kondensatorów napięcie przyłożone U jest równe:
Ładunki elektryczne na wszystkich kondensatorach są takie same, a zatem
Kondensator równoważny układowi szeregowemu kondensatorów powinien mieć pojemność wynikającą z zależności:
Stąd pojemność zastępcza układu szeregowego wynosi:
Przy połączeniu równoległym kondensatorów ładunek dopływający ze źródła do układu wynosi
Zastępując układ równoległy kondensatorem równoważnym o takim samym ładunku Q
i pojemności C, czyli
Z porównania wzorów otrzymamy, że pojemność zastępcza układu równoległego wynosi:
Przy szeregowym połączeniu elementów R, L, C obwód jest scharakteryzowany przez rezystancję R oraz reaktancję wypadkową gałęzi szeregowej oznaczoną przez X. Impedancja układu szeregowego wynosi:
Wartość skuteczna prądu płynącego w tym obwodzie wynosi:
Wielkość kąta przesunięcia fazowego określamy z zależności trygonometrycznych:
1. Pomiar rezystancji R metodą techniczną.
Tabela pomiarowa
Układ poprawnie mierzonego
Napięcia
prądu
pl.
I
mA
U
V
RX
W
dRx
%
MA
1.
29
0,625
22,52
4,31
0,8
23,086
19,4
2.
4,5
5
2000
44,4
2,5
1988
0,6
Pomiary zostały dokonane dla dwóch oporników. Orientacyjne wartości oporów podane przez prowadzącego wynosiły: opornik nr 1 - 20 ; W
opornik nr 2 - 2 ; kW
Dla pomiaru opornika nr 1 zastosowano:
klasa: 0,5 klasa: 0,5
opór: 135 ; mV opór: 3 ; mA
Dla pomiaru opornika nr 2 zastosowano:
Amperomierz: zakres: 7,5 ; mA Woltomierz: zakres: 7,5 ; V
opór: 90 ; mV opór: 3 ; mA
Oporność R obliczono z prawa Ohma dla wartości odczytanych bezpośrednio z przyrządów pomiarowych:
Oporność Rx została obliczona z odpowiednich wzorów w zależności od sposobu pomiaru.
Układy pomiarowe rezystancji metodą techniczną:
A) poprawnie mierzonego napięcia B) poprawnie mierzonego prądu.
a) Układ poprawnie mierzonego napięcia.
Uchyb względny dla tej metody pomiaru wynosi:
b)Układ poprawnie mierzonego prądu.
2. Pomiar indukcyjności L metodą techniczną.
Układ pomiarowy indukcyjności metodą techniczną.
Tabela pomiarowa.
U=
I=
| U~ |
| I~ |
F
Hz
R
| Z |
L
H
4,732
129,3
kotektiger