Pomiar przesunięcia fazowego w obwodzie prądu zmiennego

Informacje do doświadczenia

• Numer stanowiska w pracowni: 226 (sala 217A).
• Doświadczenie wykonać na podstawie opisu zawartego w skrypcie [2].
• Wartość oporu nastawić w przedziale 500-1000 Ω.
• W obliczeniach uwzględnić opory R_L użytych cewek. Wartości oporów cewek znajdują się w załączniku (pobierz załącznik).

Przebieg doświadczenia

Metoda figur Lissajous

1. Połączyć obwód według schematu, aby móc obserwować figury Lissajous.
2. Wartość oporu nastawić w przedziale 500-1000 Ω.
3. Zewrzeć zaciski kondensatora aby wyłączyć go z obwodu (C = 0).
4. Doprowadzić do uzyskania elipsy w całości widocznej na ekranie (manipulować wzmocnieniami oscyloskopu, wartością indukcyjności oraz napięciem generatora).
5. Znaleźć zakres wartości indukcyjności (L) przy których elipsa wyraźnie zmienia spłaszczenie.
6. Dokonać obserwacji figur Lissajous (zmierzyć odpowiednie odcinki - OP i OA) dla różnych wartości L z wyznaczonego zakresu.
7. Wyłączyć cewkę (L = 0). Zamiast niej włączyć kondensator dekadowy. Analogicznie jak wcześniej znaleźć obraz elipsy i ustalić interesujący zakres wartości pojemności.
8. Zmierzyć odcinki OP i OA dla kilku wybranych wartości pojemności C z wyznaczonego zakresu.
9. Nastawić L na wartość ze środka wyznaczonego zakresu i zmierzyć odcinek OP i OA dla wybranych wartości C całego wyznaczonego zakresu.

Metoda bezpośrednia

1. Połączyć według schematu obwód do pomiaru przesunięcia fazowego metodą bezpośrednią.
2. Zmierzyć na ekranie odcinek D odpowiadający różnicy faz 2π. Wykorzystać do tego wykres SEM lub prądu.
3. Dla zakresów C i L wyznaczonych w metodzie figur Lissajous zmierzyć odległośi d między punktami o tej samej fazie na wykresach SEM i prądu.

Opracowanie wyników

1. Obliczyć przesunięcie fazy φ dla każdego pomiaru.
2. Uwzględniając znak fazy φ wykreślić (osobno dla każdej z obu metod: figur Lissajous i metody bezpośredniej) zależności φ = ƒ(L) i φ = ƒ(C).
3. Dla wszystkich φ obliczyć tg φ i, wykorzystując odpowiednie wzory, wartości teoretyczne tg φ.
4. Uwzględniając znak fazy φ wykreślić (osobno dla każdej metody) zależności tg φ = ƒ(L/R) i tg φ = ƒ(CR).
5. Wyznaczyć błędy dla kilku punktów i nanieść je na wykresy.
6. Zapisać wnioski.