Školní experimentální systém ISES

Internetové Školní Experimentální Studio

E34 - Integrační RC člen

Cíl

Ukázat závislost chování RC členu na frekvenci zdroje napětí a jeho využití jako integračního prvku (tedy prvku, na jehož výstupu je primitivní funkce vstupního signálu).

Pomůcky

  • modul voltmetr
  • kondenzátor o kapacitě 400 mF
  • rezistor o odporu 1 kW

Provedení

V programu nastavíme celkový čas měření a vzorkovací frekvenci v závislosti na variantě experimentu (viz dále).
Oživíme kanál A, ke kterému připojíme modul voltmetr, a výstupní kanál E, na kterém nastavíme obdélníkové pulsy s parametry: počet period 4, hladina 0 V, amplituda 2.5 V.
Zobrazení upravíme tak, že do prvního grafu budeme zaznamenávat časovou závislost napětí na kondenzátoru (kanál A), do druhého pak průběh napětí na zdroji (kanál E). Voltmetr nastavíme na rozsah 10 V s nulou uprostřed. Kondenzátor s rezistorem v sérii připojíme ke zdroji (kanálu E). Napětí na kondenzátoru měříme voltmetrem (viz obrázek).
PopisObrázekStažení naměřeného experimentu
celkový čas měření 1 s,
vzorkovací frekvence 1000 Hz,
frekvence zdroje je tedy f = 10 fc (4)
celkový čas měření 10 s,
vzorkovací frekvence 100 Hz,
frekvence zdroje je tedy f = fc (0.4)
celkový čas měření 100 s,
vzorkovací frekvence 10 Hz,
frekvence zdroje je tedy f = 0.1 fc (0.04)

Vysvětlení

Poměr napětí na kondenzátoru a celkového napětí na obou prvcích v obvodu je dán vztahem
P = 1/ Ö(1+ w2R2C2)
Cut-off frekvence fc je určena poměrem P = 1/Ö 2, odtud fc = 1/(2pRC) .

Poznámka:
Na grafech ve variantě b/ a c/ je patrný pokles hladiny kmitů napětí na kondenzátoru. Dostatečné vysvětlení poskytuje následující obrázek.

Stažení naměřeného experimentu:

Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014