Experiment 1
Bestimme die Kapazität eines gegebenen Kondensators.
Ermittle zudem die Phasenverschiebung zwischen Stromstärke und Spannung
für die Reihenschaltung dieses Kondensators mit einem OHMschen Widerstand.
Folgende Geräte und Hilfsmittel stehen zur Verfügung:
-
Kondensator mit unbekannter Kapazität
-
OHMsches Bauelement mit unbekanntem Widerstand
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zwei Vielfachmessgeräte
-
Wechselspannungsquelle mit bekannter Frequenz
-
Verbindungsleiter
Hinweis: Direkte Messungen der Kapazität und des Widerstands sind nicht zulässig.
Vorbetrachtungen und Beschreibung der Versuchsdurchführung
Messprotokoll
Auswertung
Fehlerbetrachtung
5 BE
4 BE
4 BE
3 BE
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monatlich kündbarSchulLV-PLUS-Vorteile im ÜberblickDu hast bereits einen Account?1. Versuchsaufbau (Reihenschaltung)
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Baue eine Reihenschaltung aus dem Kondensator und dem Widerstand an der Wechselspannungsquelle auf.
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Schalte die Spannungsquelle (
bekannt), den Widerstand und den Kondensator in Reihe.
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Nutze ein Vielfachmessgerät als Amperemeter (in Reihe), um die Gesamteffektivstromstärke
zu messen.
-
Nutze das zweite Vielfachmessgerät als Voltmeter, um nacheinander die Teilspannungen zu messen.
2. Messwerterfassung
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Die Stromstärke
im Kreis.
-
Die Spannung über dem Widerstand
-
Die Spannung über dem Kondensator
(Optional: Die Gesamtspannung zur Überprüfung der Ergebnisse über Pythagoras
.)
3. Auswertung und Berechnungen
3.1 Bestimmung des Widerstands
Nach dem ohmschen Gesetz für Wechselstrom gilt am rein ohmschen Widerstand:
3.2 Bestimmung der Kapazität
Zunächst muss der Blindwiderstand des Kondensators berechnet werden:
Da für den Blindwiderstand gilt, wird nach
umgestellt:
3.3 Ermittlung der Phasenverschiebung
In einer Reihenschaltung lässt sich die Phasenverschiebung zwischen Gesamtspannung und Stromstärke über das Verhältnis der Teilspannungen oder der Widerstände berechnen.
4. Fehlerbetrachtung
Es müssen die wesentlichen Fehler angegeben werden. Dabei muss zwischen zufälligen und systematischen Fehlern unterschieden werden.
Ergebnisse z. B.: