tutkielma.pdf, 350 kB - Helsinki.fi

5.8 Käämi vaihtovirtapiirissä5.8.1 Käämin impedanssiTässä luvussa tutkitaan, kuinka käämin impedanssi riippuu vaihtojännitteen taajuudestaja käämin induktanssista. Tavoitteena on luonnollisesti osoittaa, että käämin impedanssion suoraan verrannollinen vaihtojännitteen taajuuteen ja käämin induktanssiin. Impedanssinja induktanssin välisen riippuvuuden tutkiminen koulun välineillä on vaikeaa,koska käämin induktanssin varioiminen sen muita ominaisuuksia muuttamatta ei oleyksinkertaista. Suuntaa antavia kokeita voitaneen tehdä.U~fAILVKuva 5.8.1 Jännitteen ja sähkövirran mittaaminen.1. Rakennetaan kuvan 5.8.1. kytkentä. Käytetään pieniresistanssista käämiä. Vaihdellaanpiirin napajännitettä U, mitataan sähkövirta I ja piirretään kuvaaja U(I). Määritetäänkuvaajasta piirin impedanssi. Toistetaan koe jännitteen eri taajuuksilla. Tällöin havaitaan,että käämin impedanssi on verrannollinen jännitteen taajuuteen. [2, s. 63; 8, s.81]Koejärjestelyä kokeiltiin 600 kierroksen käämillä, jonka resistanssi oli 2,5 Ω ja induktanssi9 mH. Mittaustulokset on esitetty taulukossa 5.8.1. ja kuvissa 5.8.2. ja 5.8.3.Mittaukset tehtiin analogisilla demonstraatiovirta- ja jännitemittareilla. Jännitteet onluettu 0,1 voltin, sähkövirrat 10 milliampeerin ja taajuudet 10 hertsin tarkkuudella. Impedanssimääritettiin graafisesti noin 2 ohmin tarkkuudella.Taulukko 5.8.1 Impedanssin riippuvuus jännitteen taajuudesta.f / Hz 600 800 1000 1200 1400 1600 1810 2000 4000U / V I / mA I / mA I / mA I / mA I / mA I / mA I / mA I / mA I / mA0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00,1 3,0 2,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 0,50,2 6,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,00,3 9,0 7,0 6,5 5,5 5,0 4,0 4,0 3,5 2,00,4 13,0 10,0 9,0 7,5 6,5 5,5 5,0 4,5 2,50,5 16,0 12,0 11,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,5 3,00,6 19,5 14,5 13,5 11,0 9,5 8,0 7,0 6,5 3,50,7 22,5 17,0 16,0 13,0 11,0 9,5 8,5 7,5 4,00,8 25,5 19,0 17,5 14,5 12,5 11,0 9,5 8,5 4,50,9 29,0 22,0 19,5 16,5 14,0 12,0 11,0 9,5 5,01,0 24,0 22,0 18,0 15,5 13,5 12,0 11,0 5,5Z / Ω 31 41 45 55 64 74 83 93 17636