 |
|
Экспериментальная часть
Задание
Выведите кривые тока и напряжения конденсатора на экран виртуального осциллографа и определите фазовый сдвиг между синусоидами uC(t) и iC(t).
Порядок выполнения эксперимента
· Соберите цепь согласно схеме (рис. 4.1.2) и подключите регулируемый источник синусоидального напряжения при U =5 В и f =1 кГц. Напряжение источника установите с помощью мультиметра.
· Включите виртуальный приборы V0, A1 и осциллограф.
· «Подключите» два входа осциллографа к приборам V0 и A1, а остальные отключите.
Рис. 4.1.2
· Установите параметры развёртки осциллографа так, чтобы на экране было изображение примерно одного-двух периодов напряжения и тока.
· Перенесите кривые на график (рис. 4.1.3) и определите период и фазовый сдвиг между напряжением на конденсаторе uC(t) и током iC(t).
Рис. 4.1.3
Из осциллограммы: прериод Т = мС; фазовый сдвиг j = .
· Включите блок «Приборы II», выберите из меню прибор «Угол сдвига фаз» и «подключите» его к V0 и A1. Убедитесь, что вы правильно определили фазовый сдвиг по осциллографу.
Реактивное сопротивление конденсатора
Общие сведения
Конденсатор в цепи синусоидального тока оказывает токоограничивающий эффект, который вызван встречным действием напряжения при изменении знака заряда. Этот токоограничивающий эффект принято выражать как емкостное реактивное сопротивление (емкостной реактанс) XC.
Величина емкостного реактанса XC зависит от величины емкости конденсатора, измеряемой в Фарадах, и частоты приложенного напряжения переменного тока. В случае синусоидального напряжения имеем
XC = 1 ¤ (wC) = 1 ¤ (2pfC),
где XC - реактивное емкостное сопротивление, Ом,
C - емкость конденсатора, Ф,
w = 2pf -угловая частота синусоидального напряжения (тока).
Когда известны действующие значения тока в конденсаторе и падения напряжения на нем от этого тока, реактивное емкостное сопротивление можно вычислить по закону Ома:
XC = UCm ¤ ICmили XC = UC ¤ IC.
Емкостному реактансу часто присваивают знак «-» в отличие от индуктивного реактанса, которому приписывают знак «+».
Экспериментальная часть
Задание
Выведите на экран виртуального осциллографа кривые тока и напряжения различных конденсаторов емкостью 0,22 , 0,47 , 1 мкФ. Определите соответствующие реактивные сопротивления по формулам XC = 1 ¤ (2pfC)иXC= UC ¤ IC.