ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Тема: Проверка электрических элементов автомобиля.Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Цель: Научиться определять эквивалентную емкость при различных соединениях конденсаторов

Количество времени: 2 часа

Общие сведения

При параллельном соединении конденсаторов (рис.4.2.1) эквивалентная емкость
цепи равна сумме емкостей отдельных конденсаторов:

СЭ = С₁ + С₂ + С₃ + ...

Токи в параллельных ветвях (конденсаторах) пропорциональны соответствующим
емкостям, причем сумма токов ветвей равна общему току цепи I. Напряжения на всех
конденсаторах одинаковы и равны U.

Когда несколько конденсаторов соединены последовательно, эквивалентная емкость
цепи меньше емкости наименьшего конденсатора. Вычисляется она по формуле:

сэ = 1/(l/C₁ + 1/C₂ + l/С_з + ... ).

Если последовательно соединено только 2 конденсатора, общая емкость равна

Падения напряжения на отдельных конденсаторах обратно пропорциональны соот-
ветствующим емкостям и их сумма равна общему напряжению ∑UC. Ток в любой точке
последовательной цепи с конденсаторами один и тот же.

Экспериментальная часть

Задание

Убедитесь путем измерения тока и напряжения, что при последовательном соедине-
нии конденсаторов общая емкость цепи меньше емкости наименьшего конденсатора а
при параллельном соединении равна сумме ёмкостей.

Порядок выполнения эксперимента

· Соберите цепь с параллельным соединением конденсаторов (рис. 4.2.3) и подсоеди-
ните регулируемый источник синусоидального напряжения с параметрами

U m = 10 В и f = 1 кГц. Для измерения токов одним прибором вставьте в соответст-
вующих местах схемы перемычки.

· Поочерёдно заменяя перемычки на амперметр (мультиметр в режиме амперметра),
измерьте общий ток цепи I, токи параллельных ветвей I1, I2, I3. Измерьте также на-
пряжение на конденсаторах U, занесите данные измерений в табл. 4.2.1

Таблица 4.2.1

U = 7.4 В	X_C= U/I_C_, Ом	C = 1 / (w*X_C), мкФ	Проверка
I, мА	0.0925		С_Э=С1+С2+С3=
I1, мА	0.3363
I2, мА	0.22
I3, мА	0.22

· Вычислите емкостные реактансы Хэ, Х_с₁, Х_с₂, Х_с_з по формуле Хс =U/I_c.

· Определите емкости отдельных конденсаторов и эквивалентную емкость цепи по

формуле С = 1/(ω * Хс), где ω = 2πf

· Проверьте вычислениями величину емкости Сэ, найденную экспериментально.

· Соберите цепь с последовательным соединением конденсаторов (рис. 4.2.4) и из-
мерьте с помощью мультиметра действующие значения тока в цепи, приложенного
напряжения и напряжения на каждом конденсаторе. Результаты измерений занесите
в табл. 4.2.2

I = 5 мА	X_C= U/I_C_, Ом	C = 1 / (w*X_C), мкФ	Проверка
U, В	0.26		С_Э=(С₁*С₂)/(С₁+С₂)=
U, В	0.45
U, В	0.65

· Вычислите емкостные реактансы Х_э, XCI, ХС2, Х_с_з по формуле ХС =U/I_c.

· Определите емкости отдельных конденсаторов и эквивалентную емкость цепи по

формуле С = 1/(ω·Хс), где ω = 2πf

· Проверьте вычислениями величину емкости СЭ, найденную экспериментально.