Meranie parametrov cievky – verzia s LaTeXom
Vlastnosti
| predmet | Elektrotechnické merania |
| typ | protokol |
| zdroj | 📎 Protokol_Cievka_Obsahuje_LaTeX.docx |
| obrázky | 8 |
Protokol_Cievka_Obsahuje_LaTeX.docx — 📎 otvoriť originál
Protokol o meraní: Vlastnosti cievky v obvode striedavého prúdu
1. Úloha
Zmerajte ohmický odpor cievky metódou priameho merania (U/I) pre jednosmerný prúd. Ďalej zmerajte frekvenčnú závislosť impedancie a fázového posunu pre cievku v obvode striedavého prúdu pomocou osciloskopu. Určte indukčnosť cievky.
2. Teoretický rozbor
Reálna cievka sa v obvode striedavého prúdu správa ako sériová kombinácia ohmického odporu R (odpor vinutia) a indukčnosti L. Celková impedancia Z je daná vzťahom:
Kde uhlová frekvencia je:
Fázový posun φ medzi napätím a prúdom pre RL obvod je daný vzťahom:
3. Opis meraného predmetu
Predmetom merania boli tri cievky (označené 1, 2, 3) pre určenie ich ohmického odporu a jedna cievka (nominálne 33 mH) pre AC analýzu.
Namerané hodnoty pre jednosmerný prúd (DC):
| Cievka | U_max (V) | I (mA) | R (Ω) |
|---|---|---|---|
| Cievka 1 | 1.566 | 90 | 17.4 |
| Cievka 2 | 3.315 | 50 | 66.3 |
| Cievka 3 | 153.6 | 32 | 4800 |
4. Schéma zapojenia
Zapojenie pozostáva z funkčného generátora, meranej cievky a bočníkového rezistora pre nepriame meranie prúdu.
Obr. 1: Schéma zapojenia
5. Súpis meracích prístrojov
Digitálny osciloskop (2 kanály)
Funkčný generátor (signálny generátor)
Multimeter (pre DC meranie)
Cievka (33 mH)
Rezistor (bočník)
Prepojovacie vodiče
6. Postup pri meraní
- Zmerali sme napätie a prúd pre tri cievky pri jednosmernom napájaní a vypočítali sme odpor R.
- Zapojili sme obvod podľa schémy (Obr. 1).
- Na generátore sme nastavili sínusový priebeh a amplitúdu.
- Menili sme frekvenciu v rozsahu 11 Hz až 2000 Hz.
- Na osciloskope sme odčítali efektívne napätie U_rms, efektívny prúd I_rms (cez bočník) a fázový posun φ.
- Hodnoty sme zaznamenali do tabuľky.
7. Tabuľka nameraných hodnôt (AC)
| f (Hz) | U_rms (V) | I_rms (mA) | φ (°) | Z (Ω) |
|---|---|---|---|---|
| 11 | 3.53 | 38.89 | 0 | 90.77 |
| 50 | 4.1 | 37.5 | 4 | 109.33 |
| 100 | 4.32 | 37.05 | 9 | 116.60 |
| 200 | 4.57 | 32.24 | 23 | 141.75 |
| 300 | 4.98 | 29.7 | 36 | 167.68 |
| 400 | 5.25 | 25.46 | 42 | 206.21 |
| 500 | 5.57 | 20.51 | 52 | 271.57 |
| 600 | 5.84 | 16.97 | 59 | 344.14 |
| 700 | 6.0 | 15.56 | 61 | 385.60 |
| 800 | 6.22 | 13.01 | 65 | 478.09 |
| 900 | 6.34 | 11.88 | 72 | 533.67 |
| 1000 | 6.46 | 10.18 | 78 | 634.58 |
| 1200 | 6.61 | 7.92 | 82 | 834.60 |
| 1400 | 6.71 | 6.51 | 87 | 1030.72 |
| 1600 | 6.79 | 5.66 | 90 | 1199.65 |
| 1800 | 6.84 | 4.24 | 90 | 1613.21 |
| 2000 | 6.87 | 3.11 | 90 | 2209.00 |
8. Spracovanie nameraných hodnôt
Impedancia bola vypočítaná ako podiel napätia a prúdu:
Indukčnosť bola vypočítaná zo vzťahu:
Pre výpočet sme použili odpor R určený z merania pri nízkej frekvencii (približne 90 Ω).
9. Záver
Z merania vyplynulo, že impedancia cievky rastie s frekvenciou, čo je v súlade s teóriou (X_L = ωL). Pri nízkych frekvenciách sa cievka správa prevažne ako rezistor (φ ≈ 0°). S rastúcou frekvenciou sa fázový posun blíži k 90° a impedancia rastie. Vypočítaná indukčnosť sa pohybuje v blízkosti nominálnej hodnoty 33 mH.
10. Grafy
Závislosť impedancie od frekvencie:
Závislosť fázového posunu od frekvencie:
🔗 Spätné odkazy (2)