Projekt „Efektivní Učení Reformou oblastí gymnaziálního vzdělávání“ je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Pracovní list - Laboratorní práce č. 6 Jméno:
Třída:
Skupina:
Spolupracovník/ci:
Datum:
Téma: Řazení kondenzátorů Úkoly: 1. Zjistěte skutečné hodnoty kapacit tří kondenzátorů označených 2 µF, 2 µF, 10 µF a zapište je do tabulky. 2. Výpočtem zjistěte, které dva kondenzátory můžeme spojovat sériově, je-li maximální hodnota kapacitoměru 10 µF. Naměřte výslednou kapacitu sériového zapojení. 3. Výpočtem zjistěte, které dva kondenzátory můžeme spojovat paralelně, je-li maximální hodnota kapacitoměru 10 µF. Naměřte výslednou kapacitu paralelního zapojení. 4. Na základě předchozích výsledku rozhodněte, jak zapojíte kondenzátory kombinovaně podle schématu v Tab. č. 2. Kondenzátory zapojte a propočtěte výslednou kapacitu zapojení. 5. Navrhněte kombinované zapojení třech kondenzátorů, zapojení zakreslete. Výpočtem zjistěte, zda výsledná kapacita nepřesáhne 10 µF. 6. Pro každé zapojení porovnejte vypočtenou výslednou kapacitu s kapacitou naměřenou.
Teorie: Kondenzátor je součástka, která má schopnost udržet určité množství elektrického náboje. Deskové kondenzátory, které používáme, mají kapacitu závislou na velikosti plochy desek S, vzájemné vzdálenosti desek d a na materiálu, který se nachází mezi deskami ε. Již vyrobený deskový kondenzátor nemůže množství náboje mezi deskami (kapacitu) měnit. Kapacitu kondenzátorů můžeme měnit jejich vhodným spojováním v obvodu. Možnost zapojení kondenzátorů je dvojí: a) sériové zapojení, b) paralelní zapojení. Při sériovém zapojení je převrácená hodnota výsledné kapacity rovna součtu převrácených hodnot kapacit jednotlivých kondenzátorů. Při paralelním zapojení kondenzátorů je výsledná kapacita dána součtem dílčích kapacit kondenzátorů. Pomůcky: modul – kapacitoměr; sada kondenzátorů (2 µF, 2 µF, 10 µF); spojovací vodiče; počítač; ISES
I N V E S T I C E
D O
R O Z V O J E
V Z D Ě L Á V Á N Í
Postup: 1. Modul – kapacitoměr zasuňte do kanálu A. 2. Spusťte program ISES, založte nový experiment a proveďte nastavení podle návodu. 3. Ke kapacitoměru postupně připojte jednotlivé kondenzátory a proměřte jejich kapacitu. 4. Výsledky zapište do tabulky. 5. Vhodně vyberte kondenzátory a zapojte je podle schémat v tabulce. 6. Proměřte kapacitu zapojení kondenzátorů. 7. Výpočtem ověřte naměřené výsledky a vypočítejte, o kolik procent se hodnoty liší. Pro výpočty použijte naměřené hodnoty pro jednotlivé kondenzátory. 8. Navrhněte vlastní zapojení kondenzátorů, doplňte tabulku. 9. Výsledky měření a výpočtů zhodnoťte v závěru.
Nastavení ISES: doba měření: 10 s; vzorkování: 100 Hz; start: automatický; zobrazení: přidat panel, označit kanál A, v parametrech panelu nastavit digitální zobrazení (2 desetinná míst) Vypracování: Tab. č. 1: Kapacity jednotlivých kondenzátorů.
Označení kondenzátorů C1 C2 C3
Zapsaná kapacita kondenzátorů 2 µF 2 µF 10 µF
Naměřená kapacita kondenzátorů … … … µF … … … µF … …. … µF
Tab. č. 2: Naměřené a vypočítané výsledné kapacity.
Zapojení kondenzátorů
Kulička na nakloněné rovině
Naměřená výsledná kapacita
Vypočtená výsledná kapacita
Procentuální odchylka
… … … µF
… … … µF
………%
… … … µF
… … … µF
………%
Stránka 2
… … … µF
… … … µF
………%
… … … µF
… … … µF
………%
Výpočty:
Závěr:
Kulička na nakloněné rovině
Stránka 3
Metodický list - Laboratorní práce č. 6 Jméno:
Třída:
Spolupracovník/ci:
Skupina: Datum:
Téma: Řazení kondenzátorů Úkoly: 1. Zjistěte skutečné hodnoty kapacit tří kondenzátorů označených 2 µF, 2 µF, 10 µF a zapište je do tabulky. 2. Výpočtem zjistěte, které dva kondenzátory můžeme spojovat sériově, je-li maximální hodnota kapacitoměru 10 µF. Naměřte výslednou kapacitu sériového zapojení. 3. Výpočtem zjistěte, které dva kondenzátory můžeme spojovat paralelně, je-li maximální hodnota kapacitoměru 10 µF. Naměřte výslednou kapacitu paralelního zapojení. 4. Na základě předchozích výsledku rozhodněte, jak zapojíte kondenzátory kombinovaně podle schématu v Tab. č. 2. Kondenzátory zapojte a propočtěte výslednou kapacitu zapojení. 5. Navrhněte kombinované zapojení třech kondenzátorů, zapojení zakreslete. Výpočtem zjistěte, zda výsledná kapacita nepřesáhne 10 µF. 6. Pro každé zapojení porovnejte vypočtenou výslednou kapacitu s kapacitou naměřenou.
Teorie: Kondenzátor je součástka, která má schopnost udržet určité množství elektrického náboje. Deskové kondenzátory, které používáme, mají kapacitu závislou na velikosti plochy desek S, vzájemné vzdálenosti desek d a na materiálu, který se nachází mezi deskami ε. Již vyrobený deskový kondenzátor nemůže množství náboje mezi deskami (kapacitu) měnit. Kapacitu kondenzátorů můžeme měnit jejich vhodným spojováním v obvodu. Možnost zapojení kondenzátorů je dvojí: a) sériové zapojení, b) paralelní zapojení. Při sériovém zapojení je převrácená hodnota výsledné kapacity rovna součtu převrácených hodnot kapacit jednotlivých kondenzátorů. Při paralelním zapojení kondenzátorů je výsledná kapacita dána součtem dílčích kapacit kondenzátorů. Vstupní test: moodle Pomůcky: modul – kapacitoměr; sada kondenzátorů (2 µF, 2 µF, 10 µF); spojovací vodiče; počítač; ISES Postup: 1. Modul – kapacitoměr zasuňte do kanálu A. 2. Spusťte program ISES, založte nový experiment a proveďte nastavení podle návodu. 3. Ke kapacitoměru postupně připojte jednotlivé kondenzátory a proměřte jejich kapacitu. 4. Výsledky zapište do tabulky. 5. Vhodně vyberte kondenzátory a zapojte je podle schémat v tabulce. 6. Proměřte kapacitu zapojení kondenzátorů. 7. Výpočtem ověřte naměřené výsledky a vypočítejte, o kolik procent se hodnoty liší. Pro výpočty použijte naměřené hodnoty pro jednotlivé kondenzátory. 8. Navrhněte vlastní zapojení kondenzátorů, doplňte tabulku. 9. Výsledky měření a výpočtů zhodnoťte v závěru. Kulička na nakloněné rovině
Stránka 4
Nastavení ISES: doba měření: 10 s; vzorkování: 100 Hz; start: automatický; zobrazení: přidat panel, označit kanál A, v parametrech panelu nastavit digitální zobrazení (2 desetinná míst) Vypracování: Tab. č. 1: Kapacity jednotlivých kondenzátorů.
Označení kondenzátorů C1 C2 C3
Zapsaná kapacita kondenzátorů 2 µF 2 µF 10 µF
Naměřená kapacita ondenzátorů 2.37 µF 2,65 µF 6,25 µF
Tab. č. 2: Naměřené a vypočítané výsledné kapacity.
Zapojení kondenzátorů
Naměřená výsledná kapacita
Vypočtená výsledná kapacita
Procentuální odchylka
1,98 µF
1,86 µF
7%
5,05 µF
5,02 µF
1%
3,56 µF
2,78 µF
28 %
… … … µF
… … … µF
………%
C2 C3
C1
C3
C2 C1
C2
Výpočty: Sériové zapojení: µF
Paralelní zapojení: µF Kombinované zapojení:
Kulička na nakloněné rovině
Stránka 5
Závěr: V závěru žáci uvedou naměřené hodnoty, srovnají je s hodnotami teoreticky vypočítanými a zdůvodní případné rozdíly.
Kulička na nakloněné rovině
Stránka 6
