tutkielma.pdf, 350 kB - Helsinki.fi

5.9 Kondensaattori- ja käämisysteemien impedanssit5.9.1 Kondensaattoreiden rinnan- ja sarjaankytkentäKondensaattorisysteemin impedanssin määräytymistä koskevia lakeja voidaan kokeellisestietsiä seuraavasti: Kytketään kaksi kondensaattoria (a) erikseen, (b) rinnan ja (c)sarjaan vaihtojännitelähteeseen. Mitataan lähteen napajännite, piirissä kulkeva sähkövirtasekä jännitteen taajuus. Määritetään piirin impedanssi ja kapasitanssi. Etsitään säännönmukaisuuksia.[8, s. 156]Kun tunnetaan jännitteen taajuuden f lisäksi jännitteen ja sähkövirran teholliset arvotU eff ja I eff , kondensaattorin impedanssi ja kapasitanssi saadaan yhtälöistäUeff1Z = ja C =I2π f ZeffTutkittaviksi valitut kondensaattorit, mittaustulokset ja niiden perusteella määritetytsuureet on esitetty alla olevassa taulukossa. Kondensaattorisysteemien kapasitanssitmitattiin vertailun vuoksi myös kapasitanssimittarilla. Nämä on merkitty sarakkeeseenC M .Taulukko 5.9.1f / Hz U eff / V I eff / mA Z / Ω C / µF C M / µFkondensaattori A 50 7,0 2,25 3100 1,02 1,00kondensaattori B 50 7,0 0,50 14000 0,23 0,22A ja B rinnan 50 7,0 2,75 2500 1,25 1,22A ja B sarjassa 50 7,0 0,40 17500 0,18 0,18kondensaattori A 500 3,0 11,0 270 1,17 1,00kondensaattori B 500 3,0 2,25 1300 0,24 0,22A ja B rinnan 500 3,0 13,0 230 1,38 1,22A ja B sarjassa 500 3,0 1,90 1600 0,20 0,18Sähköstatiikasta tiedetään, että kahden rinnankytketyn kondensaattorin A ja B kapasitanssinoudattaa lakiaC = C A+ C B;ja että kahden sarjaankytketyn kondensaattorin kapasitanssi noudattaa lakia1 1 1= +C C AC BKokeellisesti määritetyt kapasitanssit noudattavat näitä lakeja 0,05 µF:n tarkkuudella.Kahden tutkitun kondensaattorin impedanssit näyttävät noudattavan rinnankytkennässälakia1 1 1= +Z Z AZ B42