Лабораторная работа №22. «Конденсатор в цепи переменного тока». Цель: изучение свойств конденсатора в цепи переменного тока. Задачи: 1) построение графической зависимости ёмкостного сопротивления от частоты переменного тока Xc=f(); 2) изучение влияния ёмкости конденсатора на расположение графической зависимости ёмкостного сопротивления от частоты переменного тока Xc=f() по отношению к началу координат; 1 3) сравнение расчёта величины ёмкостного сопротивления по формуле X C и с применением закона Ома для участка цепи 2 C U переменного тока RC . I Оборудование: конденсатор 4,7 мкФ, конденсатор 18,8 мкФ, переменный резистор 470 Ом, ключ, цифровой миллиамперметр переменного тока, цифровой вольтметр переменного тока, генератор переменного тока звуковой частоты, модуль с клеммами для подключения источника питания. Схема экспериментальной установки: Графическая зависимость ёмкостного сопротивления от частоты переменного тока Xc=f() Xc, Ом 40 Ёмкость конденсатора Напряжение С = 4,7 U = 3 Ёмкостное Частота Сила тока сопротивление I XC Ом 1 Гц мА XC 2 C 1000 90 33,87992953 2000 180 16,93996476 3000 263 11,29330984 4000 356 8,469982382 5000 458 6,775985906 6000 546 5,646654922 7000 639 4,839989933 8000 721 4,234991191 9000 815 3,764436614 мкФ 35 В Сопротивление RC Ом U RC I 33,33333333 16,66666667 11,40684411 8,426966292 6,550218341 5,494505495 4,694835681 4,160887656 3,680981595 30 25 20 15 10 5 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 , Гц Графическая зависимость ёмкостного сопротивления от частоты переменного тока Xc=f() Xc, Ом 90 Ёмкость конденсатора Напряжение С = 18,8 U = 3 Ёмкостное Частота Сила тока сопротивление I XC Ом 1 Гц мА XC 2 C 100 43 84,69982382 200 76 42,34991191 300 112 28,23327461 400 150 21,17495596 500 193 16,93996476 600 234 14,1166373 700 272 12,09997483 800 312 10,58747798 900 352 9,411091536 1000 406 8,469982382 2000 763 4,234991191 мкФ 80 В Сопротивление 70 RC Ом 60 U I 69,76744186 39,47368421 26,78571429 20 15,54404145 12,82051282 11,02941176 9,615384615 8,522727273 7,389162562 3,931847969 RC 50 40 30 20 10 0 0 500 1000 1500 2000 2500 , Гц Выводы: при увеличении частоты переменного тока, величина ёмкостного сопротивления уменьшается, т.к. X C расхождения между величинами ёмкостных сопротивлений рассчитанных по формуле X C 1 и с применением закона Ома для 2 C U , объясняются тем, что: 1) показания цифровых вольтметра и амперметра, применяемых в I лабораторной работе, в области низких частот могут быть некорректны, поскольку рабочий диапазон применяемых приборов начинается с 15 Гц; 2) велика погрешность при отсчёте частоты переменного тока, из-за отсутствия точной градуировки генератора переменного тока; при увеличении ёмкости конденсатора, графическая зависимость Xc=f() расположена ближе к началу координат: участка цепи переменного тока RC 1 ; 2 C Xc, Ом 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 , Гц С2=18,8 мкФ С1=4,7 мкФ