Eksperymenty z przemiennymi kondensatorami: obwody RC.

Co się stanie jeśli w obwód zasilany prądem przemiennym włączony jest kondensator? Cóż, łatwo jest zmontować eksperyment, zmierzyć go i przeanalizować wyniki.

Ten typ obwodu jest znany jako RC (Resistor-Capacitor /Opornik-Kondensator/) a najprostszym jest taki, który składa się z jednego opornika i jednego kondensatora, w naszym przypadku 1K i 1uF.

diagrama

Obwód zawiera w sobie 1K i 1uF, wejście jest sinusoidalne f=1KHz (w=2·π·f T=1/f) i Vpp=10 V. Wyjście można zobaczyć na oscyloskopie (skale czasowe i amplituda są dokładnie wyregulowane)

 

 

 

Dwie rzeczy można zobaczyć na tym rysunku: że amplituda spada z 5 V do przynajmniej 1 V i że wyjście zostało przesunięte w stosunku do wejścia i nastąpiło opóźnienie czasowe. Możemy podsumować powyższe w tabeli [PDF]:

 

Wejście

Wartości RC

Wartości wyjściowe

Interpretacja wyników

Vi(t) = 5·sin(2·π·1000)

Vi eficaz = 3,21 V, T=0,001 s

R=1 KΩ y C=1 µF

Vc eficaz = 0,511 V

retardo = 219,9 µs

 

Vi(t) = 5·sin(2·π·1000)

Vi eficaz = 3,21 V, T=0,001 s

R=1 KΩ y C=0,1 µF

Vc eficaz = 2,910 V

retardo = 99,99 µs

 

Vi(t) = 5·sin(2·π·10000)

Vi eficaz = 3,21 V, T=0,0001 s

R=1 KΩ y C=0,1 µF

Vc eficaz = 0,551 V

retardo = 22,00 µs

 

Vi(t) = 5·sin(2·π·10000)

Vi eficaz = 3,21 V, T=0,001 s

R=1 KΩ y C=1 µF

 

 

Vi(t) = 5·sin(2·π·10000)

Vi eficaz = 3,21 V, T=0,001s

R=1 KΩ y C=10 µF

 

 

Vi(t) = 5·sin(2·π·10000)

Vi eficaz = 3,21 V, T=0,001s

R=1 KΩ y C=10 µF

 

 

Jak jest mierzone opóźnienie na wyjściu w odniesieniu do wejścia? Po pierwsze, musimy włączyć opcję Cursors (Kursory), następnieX1, następnie obrócić pokrętło górne, aż górna pionowa linia osiągnie żądany punkt (gdzie wejście przecina oś poziomą), następnie wybrać X2, następnie obrócić pokrętło górne, aż górna pionowa linia osiągnie żądany punkt (gdzie wyjście przecina oś poziomą), i wreszcie można odczytać DX w lewym dolnym rogu, co w tym przypadku wynosi 219.9 µs. Innymi słowy, przecięcie osi poziomej jest oznaczone jako punkt odniesienia, jeden kursor został przeniesiony na wejście, i to samo zostało zrobione dla drugiego kursora z wyjściem. Oscyloskop dostarcza nam wyniki.

 

 

Wartości skuteczne otrzymano jak poprzednio. Teraz należy zmierzyć dwa sygnały. W tym celu musimy się dowiedzieć, jak zmieniają sie od Źródła 1 (wejście) do Źródła 2 (wyjście).