Pojemnosc kondensatora, Sprawozdania MiBM PO, Fizyka (II Semestr)

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Mechanika
i Budowa
Maszyn
Data:
18.05.2012
Ocena:
Pomiar pojemności kondensatora
metodą mostka Wheatstone’a
I. Wprowadzenie.
Przy pomocy urządzenia zwanego mostkiem Wheatstone’a możemy zbadać nieznane
pojemności kondensatorów. W doświadczeniu szukamy pojemności kondensatorów C
1
, C
2
,
C
3
, C
4
, C
5
. Znajdujemy je poprzez dobranie odpowiedniej wartości kondensatora
dekadowego, tak aby natężenie dźwięku w słuchawkach było jak najmniejsze. Natężenie
dźwięku osiągało wartości minimalne, gdy prąd nie płynął. Wtedy pomiędzy punktem E i D
nie ma różnicy potencjałów.
U
AD
=U
AE
U
BD
=U
BE
OznaczajÄ…c prÄ…dy odpowiednio:
I
1
– prąd na odcinku ADB
I
2
– prąd na odcinku AEB
U
AD
= I
1
R
U
BD
= I
1
R
U
AE
= I
2
R
CX
U
BE
= I
2
R
C
Ze względu na równość odpowiednich napięć, po podstawieniu otrzymujemy:
R
CX
= R
C
 Z tej równości wynika, że: C
X
=C
Przebieg ćwiczenia:
Montujemy zestaw według schematu:
Dobierając odpowiednie wartości pojemności C kondensatora dekadowego mierzymy
pojemność C
X
kolejnych kondensatorów.
•
Pojedynczo
Połączonych szeregowo (prowadzący wskazał do połączenia kondensatory C
3
i C
4
)
•
Połączonych równolegle (prowadzący wskazał do połączenia kondensatory C
3
i C
4
)
•
Pomiary powtarzamy 5 razy, wyniki zapisujemy w tabeli pomiarowej. Obliczamy średnią z
otrzymanych pomiarów.
Korzystając z zasady liczenia pojemności zastępczych dla połączeń równoległych oraz
szeregowych obliczamy pojemności układów kondensatorów i porównujemy te wartości do
wartości zbadanych.
Wyznaczamy standardowy błąd pomiaru pojemności każdego z kondensatorów oraz
złożoną niepewność dla układów kondensatorów.
II. Tabela pomiarów.
Wartość
średnia C
[nF]
Nr
kondensatora
Pomiar 1
C [nF]
Pomiar 2
C [nF]
Pomiar 3
C [nF]
Pomiar 4
C [nF]
Pomiar 5
C [nF]
C
1
650
640
640
640
640
642
C
2
1000
1000
1000
1000
1000
1000
C
3
93
94
94
93
93
93,4
C
4
330
330
330
330
330
330
C
5
2120
2100
2120
2120
2120
2116
Poł.
szeregowe
C
3
i C
4
73
73
73
73
73
73
Poł.
równoległe
C
3
i C
4
430
430
430
430
430
430
 III. Obliczenia.
Obliczam pojemność zastępczą dla połączenia szeregowego:
1
=
1
+
1
=
1
1
+
1
=72,8
[
]
Obliczam pojemność zastępczą dla połączenia równoległego:
=
+
=423,4
[
]
IV. Rachunek niepewności
Obliczam
niepewność sta
ndardowÄ… u(C
xśr
):
∑
−
=
−1
(650−642)
+(640−642)
+(640−642)
+(640−642)
+(640−642)
5(5−1)
=
=2
[
]
=0
[
]
=0,24
[
]
=0
[
]
=4
[
]
Obliczam ni
epewność zł
ożoną:
(
)
=
+
=0,24
[
]
V. Wnioski
Przeprowadzone doświadczenie potwierdza tezę, że poprzez regulację pojemności
kondensatora dekadowego doprowadzimy do sytuacji w której przez słuchawki nie płynie
prąd. Wówczas nieznana pojemność badanego kondensatora jest równa pojemności
kondensatora dekadowego. Każdy pomiar wartości kondensatorów jest obarczony pewnym
błędem. Błędy te mogą wynikać z niedoskonałości narządu ludzkiego ucha. Dla
przeprowadzonych prób na pojedynczych kondensatorach zostały policzone niepewności
standardowe, dla połączonych kondensatorów (równolegle oraz szeregowo) zostały
policzone niepewności złożone.
Dodatkowo oprócz przeprowadzonego badania nad pojemnością kondensatorów
połączonych równolegle oraz szeregowo, zostały policzone ich pojemności zastępcze. Jak
widać z uzyskanych wyników są one bardzo zbliżone do wartości badanych.
  [ Pobierz całość w formacie PDF ]

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • tlumiki.pev.pl