7.41. Kondenzátor kapacitásának számolása az impedancia mérésével
A kísérlet célja
Az induktív ellenállás mellett természetesen a kondenzátorok kapacitív ellenállása is megjelenik váltakozó áramok esetén (is). Ennek a szintén absztrakt fogalomnak a konkrétabbá, kézzelfoghatóbbá tételéhez lehet hasznos az alábbi kísérlet.
Szükséges anyagok, eszközök
- Tápegység (6V váltófeszültséget adó)
- Áram- és feszültségmérő műszerek
- Iskolai kondenzátor sorozat
- 320 ohmos tolóellenállás
- Kábelek
Leírás
Határozzuk meg az iskolai kondenzátor sorozat C = 12 μF névleges értékű tagjának kapacitását! A C kapacitású kondenzátor az (ω) körfrekvenciájú (szinuszosan) váltakozó árammal szemben
impedanciát (váltóáramú ellenállást) képvisel. Ha tehát megmérjük a kondenzátor ismert (pl. az 50 Hz hálózati) frekvenciához tartozó impedanciáját, akkor kapacitását a fenti formulából kiszámíthatjuk. Állítsuk össze az ábrákon látható kapcsolást! Az áramerősséget egy 320 ohmos tolóellenállással szabályozzuk. A kondenzátor I áramának ill. a kondenzátoron eső U feszültségnek mérésére állítsuk a műszereket (váltófeszültségű üzemmódban) 30 mA ill. 10V méréshatárral! Feszültségforrásként a tápegység 6V-os (váltó)feszültséget adó kimenetét használjuk!
Állítsunk be a tolóellenállással néhány (4-5) különböző áram- ill. feszültség értéket! Foglaljuk ezeket táblázatba és számítsuk ki a kondenzátor XC impedanciáját, és C kapacitását!
Tweet